题目内容
14．
小金家有一台加湿器，说明书上有原理图（如图甲），表格中为其部分技术参数，R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）．| 额定电压 | 220V |
| 低档发热功率 | 100W |
| 水箱容积 | 3L |
| 适用面积 | 20～40m2 |
（2）水箱注满水，初始水温为10℃，开始通电，低档加热，水共吸收了3.15×105焦耳的热量（不计热损失），问此时的水温为多少．
（温馨提醒：Q=cm（t-t0）其中c=4.2×103J/（kg•℃）t为末温t0为初温）；
（3）加湿器处于高档位置时的发热功率；
（4）如图乙是使用加湿器工作30分钟的图象，计算加湿器前20分钟消耗的总电能．
分析 （1）由图1，开关S在不同位置时，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析加湿器的工作状态；
（2）根据水箱容积可求得水的质量，已知水共吸收了3.15×105焦耳的热量（不计热损失），根据Q=cm（t-t0）可求得此时的水温；
（3）由图2知，加温器低档功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算R1的阻值；
已知R2=3R1，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算加湿器处于高档位置时的发热功率；
（4）由图2读出加湿器30min内的高档和低档工作时间，由W=Pt计算消耗的电能．
解答 解：
（1）由图1知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R1接入电路，电源电压一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，接“2、3”时电阻最大，为低档，接“3、4”时电阻最小，为高档；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×3×10-3m3=3kg，
由Q=cm（t-t0）可得，
3.15×105J=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（t-10℃）
解得t=35℃；
（3）由题知，R2=3R1，低档发热功率：
已知P低=100W
则$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{4{R}_{1}}$=100W；
解得R1=121Ω，
加湿器处于高档位置时的发热功率P高=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{121Ω}$=400W；
（4）由图2知，工作30min时，其中高档10min，低档20min，
计算加湿器前20分钟消耗的总电能：
W=W高+W低=P高t高+P低t低=400W×10×60s+100W×10×60s=3×105J．
答：（1）3、4；（2）此时的水温为35℃；（3）加湿器处于高档位置时的发热功率为400W；（4）加湿器前20分钟消耗的总电能为3×105J．
点评 本题考查了电路的识别、串联电路特点、电功率公式的灵活应用，正确分析出高低档工作状态，并能将图象结合起来是解题的关键．
| A． | 天舟一号升空瞬间，会看到巨大的白色“气团”，这是水汽化形成的 | |
| B． | 飞船加速升空过程中势能增大，动能不变，机械能增大 | |
| C． | 天舟一号和天宫二号对接时，二者保持相对运动 | |
| D． | 我国空间站所用的供电太阳能电池板，将太阳能转化为电能 |
| A． | 酱油瓶静止在手中，是由于受到静摩擦力的作用 | |
| B． | 随着手握酱油瓶的力增大，瓶子所受到的静摩擦力也将增大 | |
| C． | 向酱油瓶内逐渐注水，若瓶子仍静止，即使手握瓶子的力不变，瓶所受的摩擦力也将增大 | |
| D． | 手握酱油瓶的力增大时，瓶子所受到的静摩擦力并未增大 |
| A． | 运动员能被弹起说明力可以改变物体的运动状态 | |
| B． | 跳板被压弯说明力可以改变物体的形状 | |
| C． | 运动员受到的重力和跳板对运动员的支持力始终是一对平衡力 | |
| D． | 运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对相互作用力 |
为了探究平面镜成像特点，小明将一块厚度为0.5厘米的玻璃板（P、Q两个平面都可以作为平面镜使用）竖直架在水平台板上面，再取两根完全相同的蜡烛分别竖直置于玻璃板两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，进行实验．（1）在实验中，小明选择两支完全相同的蜡烛的目的是便于比较像和物体的大小关系．他透过玻璃板看到了蜡烛A的2个清晰的像，分别位于A′和A〞处，如图所示．其中A′处的像是蜡烛A通过玻璃板的P（填“P”或“Q”）平面成像得到的．
（2）小明按照图中的测量方法，改变蜡烛A的位置，认真测量并记录了一组数据：
| 物距u（厘米） | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 |
| 像距v（厘米） | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 |
