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9．

飲水機(jī)是一種常用的家用電器，圖甲為飲水機(jī)結(jié)構(gòu)剖面圖，其加熱水槽部分工作原理電路圖如圖乙所示，其中S是溫控開關(guān)，R₁是加熱電阻，R₂是定值電阻．當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度時，S自動切換到另一處于保溫狀態(tài)．請回答下列問題：
（1）當(dāng)開關(guān)S與b接觸時，此時飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．
（2）若飲水機(jī)加熱時加熱管的功率為550W，而保溫時加熱管的功率為88W，求電阻R₂的阻值（不考慮溫度對阻值的影響，且不計指示燈的阻值）．
（3）如圖甲控水槽內(nèi)浮體A與閥門C固定相連，當(dāng)A恰好浸沒時閥門C關(guān)閉，A未浸沒時C略有下降，桶內(nèi)水流入控水槽中．已知浮體A的體積為55cm³，閥門C的橫截面積為1cm²，浮體A與閥門C共重0.15N，不計大氣壓強(qiáng)．g取l0N/kg）求：
①浮體A浸沒時所受浮力為多大？
②桶內(nèi)水位的最大高度是多少？

分析（1）由圖乙電路圖，根據(jù)P= $\frac{{U}^{2}}{R}$ 分析解答；
（2）由加熱功率先計算的阻值，再由保溫功率計算電路中電流，由歐姆定律計算兩電阻串聯(lián)的總電阻，從而得到R₂的阻值；
（3）①知道浮體A的體積（浸沒排開水的體積），利用阿基米德原理求浮體A所受浮力；
②閥門C受到的壓力與重力和等于受到的浮力，知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求閥門C受到的壓強(qiáng)；水產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于閥門受到的壓強(qiáng)，利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求桶內(nèi)水位最大高度．

解答解：
（1）由圖乙知，S接a時，R₁與紅燈串聯(lián)；S接b時，R₁、R₂、綠燈串聯(lián)．
不計指示燈的阻值，所以S接b時，電路中電阻大，電壓一定時，由P= $\frac{{U}^{2}}{R}$ 可知此時電路消耗功率較小，此時為保溫狀態(tài)；則S接a時為加熱狀態(tài)；
（2）S接a時為加熱狀態(tài)，加熱時加熱管的功率為550W，
由P= $\frac{{U}^{2}}{R}$ 可得，R₁的阻值：
R₁= $\frac{{U}^{2}}{{P}_{1加熱}}$ = $\frac{（220V）^{2}}{550W}$ =88Ω，
S接b時為保溫狀態(tài)，R₁和R₂串聯(lián)，此時加熱管的功率為88W（即R₁的功率為88W），
由P=I²R可得電路中電流：I=I₁= $\sqrt{\frac{{P}_{1}}{{R}_{1}}}$ = $\sqrt{\frac{88W}{88Ω}}$ =1A，
由歐姆定律可得：R₁+R₂= $\frac{U}{I}$ = $\frac{220V}{1A}$ =220Ω，
所以R₂=220Ω-88Ω=132Ω；
（3）①浮體A完全浸沒時受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×55×10^-6m³×10N/kg=0.55N；
②浮體A受力平衡，即水對C的壓力、A和C總重力以及浮力平衡，所以有：F_壓+G=F_浮，
則F_壓=F_浮-G=0.55N-0.15N=0.4N，
所以閥門C受到水的壓強(qiáng)：
p= $\frac{{F}_{壓}}{S}$ = $\frac{0.4N}{1×1{0}^{-4}{m}^{2}}$ =4×10³Pa，
由p=ρgh可得水的深度：
h= $\frac{p}{{ρ}_{水}g}$ = $\frac{4×1{0}^{3}Pa}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$ =0.4m．
答：（1）b．
（2）電阻R₂的阻值為132Ω．
（3）①浮體A浸沒時所受浮力為0.55N；
②桶內(nèi)水位的最大高度是0.4m．

點評本題為電學(xué)和力學(xué)的綜合計算題，綜合考查了學(xué)生對電功率公式、液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)定義式、阿基米德原理的掌握和運用，要求靈活運用相關(guān)公式．

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相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：實驗探究題

19．地溝油中含有大量對人體有毒的物質(zhì)，一些不法商人對其進(jìn)行簡單的脫水、脫雜、脫臭處理后，提供給無良餐館使用，假冒色拉油，嚴(yán)重傷害市民身體健康．小明學(xué)了密度后，想用測密度的方法來鑒別色拉油和地溝油．他查得優(yōu)質(zhì)色拉油的密度在0.90g/cm³-0.93g/cm³之間，地溝油的密度在0.94g/cm³-0.96g/cm³之間．然后，他進(jìn)行了如下實驗鑒別：

A．把天平放在水平桌面上，將游碼移至左端的零刻線處后，發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖甲所示，此時應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)使天平平衡；
B．取適量樣品油倒入燒杯，用天平測出燒杯和樣品油的總質(zhì)量m₁，如圖乙所示m₁=63g；
C．然后將燒杯中部分樣品油倒入量筒中，測出燒杯和剩余樣品油的總質(zhì)量m₂=25g，則量筒中樣品油的質(zhì)量表達(dá)式為m₁-m₂；
D．如圖丙所，讀出量筒中樣品油的體積V=40cm³；
E．利用實驗數(shù)據(jù)，計算出樣品油的密度ρ=0.95g/cm³；
F．根據(jù)測算出的密度，小明通過比對，該樣品油是地溝油（選填“是”或“不是”）．

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科目：初中物理 來源： 題型：選擇題

20．為了測出石塊的密度，某同學(xué)先用天平測石塊的質(zhì)量，所加砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示，接著用量筒和水測礦石的體積，其過程如圖乙所示．下列判斷正確的是（　　）

	A．	石塊的質(zhì)量是47.2g
	B．	石塊所受的浮力是0.18N
	C．	石塊的密度是2.34×10³kg/m³
	D．	若先測石塊的體積，最終測得石塊的密度會偏小

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科目：初中物理 來源： 題型：計算題

17．

在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，R₁為定值電阻，小燈泡R₂上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V，滑動變阻器R₃的最大阻值為20Ω．
（1）小燈泡的阻值為12Ω．
（2）閉合開關(guān)S₁、S₂和S₃時，電路消耗的總功率為9W，求R₁ 的阻值；
（3）在不損壞各元件的情況下，只閉合開關(guān)S₁時，R₁消耗的最大功率為P₁；只閉合開關(guān)S₂時，R₂消耗的最小功率為P₂，請求P₁：P₂的值．

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科目：初中物理 來源： 題型：計算題

4．

近年來，智能機(jī)器人進(jìn)入百姓家，如圖所示是質(zhì)量為4kg的掃地機(jī)器人某次工作時的情景，在4s內(nèi)沿水平直線運動了2m，此過程機(jī)器人所提供的牽引力為50N，g取10N/kg．求：
（1）若機(jī)器人靜止充電時和地面的接觸面積為2cm²，則它對地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）上述工作過程中牽引力的功率為多少？

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科目：初中物理 來源： 題型：選擇題

14．如圖是一根直樹枝斜插在湖水中的一張照片，下列分析正確的是（　�。�

	A．	OC是樹枝在水中的部分		B．	OC是樹枝折射形成的像
	C．	OB是樹枝反射形成的實像		D．	OB是樹枝折射形成的像

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科目：初中物理 來源： 題型：計算題

1．小明在實驗室檢測一個銅球是否為空心的，他取了一架準(zhǔn)確的天平，但是其他同學(xué)在實驗時拿錯的托盤，所以調(diào)不平衡，左盤高了些，這時他向左盤放了一個1g的小砝碼，正好天平平衡了．他將銅球放在左盤，向右盤加了89g的砝碼，天平平衡了，他將銅球輕輕放入一個盛滿水的杯子中，在杯下用一只方便袋接住溢出的水，稱出水的質(zhì)量為10g．請你幫他計算該銅球是否是空心的．（ρ_水=1.0g/cm³，ρ_銅=8.9g/cm³）

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科目：初中物理 來源： 題型：實驗探究題

17．小明用焦距為10cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗．
（1）調(diào)整器材高度時，應(yīng)點燃（填“點燃”或“不點燃”）蠟燭．
（2）器材處于圖甲所示位置時，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，這與投影儀（填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）的成像特點相同．若想使光屏上燭焰的像變得小一些，在不改變凸透鏡位置的情況下，應(yīng)將蠟燭向左（選填“左”或“右”）適當(dāng)移動一段距離，再調(diào)整光屏的位置．

（3）將蠟燭移動至20cm刻度處，應(yīng)將光屏移動到B（填序號）范圍的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像．
A.50cm-60cm B.60cm-70cm C.70cm-80cm
（4）將蠟燭移動至45cm刻度處時，取下光屏，從凸透鏡右側(cè)通過凸透鏡可以看到燭焰的放大的虛
（填“虛”或“實）像．
（5）實驗一段時間后，蠟燭因燃燒變短，要使像能夠在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向下（選填“上”或“下”）調(diào)整．
（6）張老師用發(fā)光二極管制作了一個“F”形光源（如圖乙）代替蠟燭放在30cm刻度處，則光屏上得到的清晰的像應(yīng)該是圖丙中的B（填序號）．

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科目：初中物理 來源： 題型：選擇題

15．關(guān)于溫度，內(nèi)能和熱量，下列說法正確的是（　　）

	A．	物體的內(nèi)能越大，放出的熱量一定越多
	B．	溫度相同的物體，其內(nèi)能一定相等
	C．	物體的內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量
	D．	物體的內(nèi)能增加，它的溫度不一定升高

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