题目内容
1．
某中学为解决同学们的饮水问题，给每个班级配备了一台饮水机，如图所示是饮水机的工作电路原理图，图中R1、R2是发热电阻，S1是自动控制开关，S2是电源开关．当饮水机处于加热状态时，电路消耗的功率是500W；当饮水机处于保温状态时，电路消耗的总电功率是100W．李倩同学对本班的饮水机工作情况作了如下统计：①饮水机平均每天通电8小时；②饮水机平均每天加热和保温的时间之比为1：4；③炎热的夏天，该班平均每天要喝2桶（约38L）纯净水．请你根据所学知识帮助李倩同学解决以下问题：（1）开关S2断开、S1闭合时饮水机处于加热状态；开关S1断开、S2闭合时饮水机处于保温状态．
（2）电路中R1、R2的电阻值分别为96.8Ω、387.2Ω．
（3）该饮水机每天消耗的电能为5.184×106焦．
（4）若每桶水8元，电价0.53元/度，则该班夏季每天用于饮水的班费为16.7632元．
（5）张大力同学负责为班级的饮水机每天换水．已知水桶内装有体积为19升的饮用水，水桶的质量约为1千克，身体质量为75千克．他每天背着水桶先水平前进100米，再一口气从一楼背到三楼（每层楼高3米），到教室后才把水桶放在地面上，最后提起水桶放到1m高的饮水机上，则张大力同学背着水桶上楼时所做的功为5900焦．
分析 （1）分析电路结构，电源电压一定，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断开关S1、S2接通与断开时，
饮水机处于什么状态；
（2）由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求出电阻R1、R2的阻值．
（3）根据题意求出饮水机加热与保温的时间，然后由电功率的变形公式求出饮水机消耗的电能．
（4）根据用水量与耗电量求出每天的花费．
（5）首先利用公式m=ρV计算出水的质量，然后分析这几段距离哪一段做了功．100m这一段有距离没有力，不做功，提起水桶的力等于水桶重力，提起的距离是1m，这可以利用公式计算做的功．
解答 解：（1）由电路图可知，开关S2断开时，饮水机停止工作；
开关S2闭合，S1断开时，两电阻串联接入电路，电路电阻较大，
由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时功率越小，饮水机处于保温状态；
开关S1闭合时，电阻R2被短路，只有电阻R1接入电路，电路电阻较小，
由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此时电功率越大，饮水机处于加热状态；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，可得，
电阻R1的阻值R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加热}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{500W}$=96.8Ω，
两电阻的串联阻值R=R1+R2=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保温}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω，
R2=R-R1=484Ω-96.8Ω=387.2Ω；
（3）由题意知，饮水机每天加热时间t1=8h×$\frac{1}{5}$=1.6h，
保温时间t2=8h×$\frac{4}{5}$=6.4h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，饮水机每天消耗的电能
W=P加热t1+P保温t2=0.5kW×1.6h+0.1kW×6.4h=1.44kW•h=1.44×3.6×106J=5.184×106J；
（4）每天用于饮水机的班费为0.53元/度×1.44度+8元/桶×2桶=16.7632元；
（5）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水桶内水的质量m水=ρV=1×103kg/m3×1.9×10-2m3=19kg，
F1=G总1=m总1g=（19kg+1kg）×l0N/kg=200N，
W1=F1S1=200N×1m=200J，
克服自身重力做功W2=F2S2=m总2gS2=（75kg+19kg+1kg）×l0N/kg×6m=5700J，
则张大力同学背着水桶上楼时所做的功W=W1+W2=200J+5700J=5900J．
故答案为：（1）S2断开、S1；S1断开、S2；（2）96.8Ω；387.2Ω；（3）5.184×106；（4）16.7632；（5）5900．
点评 本题考查了求电阻阻值、饮水机消耗的电能、饮水机每天的花费等问题，分析清楚电路结构、熟练应用电功率公式的变形公式是正确解题的关键．
阅读快车系列答案| A． | 物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 | |
| B． | 到目前为止，人类获得核能只有两种途径，即原子核的裂变和聚变 | |
| C． | 原子弹和氢弹都是利用原子核的裂变 | |
| D． | 只有在人为条件下才会发生热核反应 |
| A． | 电冰箱 | B． | 节能灯 | C． | 空调 | D． | 电熨斗 |
把烧瓶里的水加热沸腾后，从火焰拿开，水会停止沸腾．迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向烧瓶底部浇冷水，如图所示，会发现瓶内水再次沸腾，这是由于气压低，沸点低．
如图是甲、乙两种物质的m---V图象，由图可知：
