开关S2可分别和接触点1与2、2与3、3与4接触。
求解下列问题：
（电源电压保持不变）
（1）开关S1、S2处于什么状态时，电烤箱处于高温挡，说明判断依据。
（2）定值电阻R2的阻值是多少?
（3）电烤箱在中温挡位正常工作20s，消耗的电能是多少?
图S10-4
7.[2020·晋一大联考]图S10-5甲所示是家用保温式电饭锅，如图乙所示是该电饭锅的电路原理图，S是手动、温控一体开关，必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到103℃以上时，会自动弹起、断开进入保温状态。
已知R2=202Ω，电饭锅的额定加热功率为1210W。
（1）开关S断开时，电饭锅处于 （选填“加热”或“保温”）状态。
（2）当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大?
（3）当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大?
图S10-5
8.[2020·山西中考冲刺]如图S10-6甲是一款家用全自动蒸汽煮茶器，它有自动加热和保温两种工作状态，其工作原理简化电路图如图乙所示，从说明书上收集到如下表所示数据。
该煮茶器正常工作时，在标准大气压下，5min可将0.8kg的水从50℃加热到沸腾，后转入保温状态[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。
求：
图S10-6
额定电压
220V
加热时的功率
600W
保温时的功率
40W
电源频率
50Hz
（1）分析说明温控开关S1断开时，煮茶器处于哪种工作状态?
（2）水吸收的热量是多少?
（3）该煮茶器的加热效率是多少?
（结果精确到0.1%）
考向二 电学建模思维综合计算
9.[2020·山西模拟六]图S10-7甲所示是一款全自动豆浆机。
做豆浆时，豆浆机先对原料加热然后打碎，交替工作，最后再加热。
做一次豆浆，加热电阻和电动机交替工作的“P-t”图像如图乙所示。
若大豆和水的初温为22℃。
求解下列问题：
[大豆和水混合物的比热容及豆浆的比热容均为c=4.0×103J/（kg·℃）]
（1）请你在图丙的方框内画出豆浆机工作的简化电路图。
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少?
（3）在某次豆浆制作过程中，大豆和水的质量为1kg，开始工作4min后，温度上升到70℃，问加热电阻的效率是多少?
图S10-7
10.[2020·山西方向卷二]图S10-8甲所示为晋晋家新买的智能电饭煲，通过时控开关控制，可实现预约做饭，并通过智能温控开关切换加热和保温状态来改变食物的温度。
某次该电饭煲单独使用时，1min将质量为1.56kg的米饭由20℃加热到30℃，晋晋家的电能表上的指示灯闪烁了60次，电能表如图乙所示。
请计算：
[c米饭=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）此次加热过程中，电饭煲的加热效率。
（2）这次使用时，电饭煲的实际加热功率。
（3）细心的晋晋查阅相关资料了解到该电饭煲内部有两个加热电阻R1=440Ω和R2=44Ω。
智能时控开关S1和S2都闭合时，电饭煲处于加热状态，功率为1210W；智能时控开关S1闭合、S2断开时，电饭煲处于保温状态，功率为110W；智能时控开关S1断开时，电饭煲不工作。
请你在图丙虚线框内帮晋晋画出该电饭煲的工作电路图。
图S10-8
考向三 有关电能表的综合计算
11.[2020·山西百校联考二]如图S10-9是小华家新购买的可折叠电热水壶，相关参数如下表（电热丝电阻不变）。
小华关闭家中其他用电器，只使用该电热水壶将一满壶20℃的水加热至沸腾（标准大气压）共用了7min，同时发现标有3600imp/（kW·h）的电能表的指示灯每分钟闪烁30次。
求：
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
图S10-9
最大容量
0.5kg
额定电压
220V
额定功率
605W
适用电压
100~240V
（1）电热水壶正常工作时的电流；
（2）电热水壶在此次使用过程中的加热效率。
（3）电热水壶的实际功率是多少?
类型三 综合分析与计算
考向一 利用内能加热，效率的综合计算
12.（在标准大气压下）用燃气灶烧水，把质量为2kg，初温为20℃的水烧开，共燃烧了0.02kg天然气（假设天然气完全燃烧）。
已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。
求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
考向二 利用内能做功，效率的综合计算
13.[2020·山西太原模拟]下表是某救护车的部分参数。
在一次救援中，该救护车车体总质量为2600kg，以某一功率沿水平地面匀速行驶100km，受到的阻力为车体总重的0.05倍，汽油的实际消耗量为8.8L，汽油热值q=3.3×107J/L，g取10N/kg。
请你计算：
整车尺寸/mm
4805×1705×2160
车轮接触地面总面积/cm2
800
空载质量（含设备）/kg
2400
最大功率/kW
80
平均油耗/[L·（100km）-1]
8.0
排放标准
国六
（1）当它空载静止于水平地面时，对地面的压强；
（2）在本次救援过程中，牵引力做的功及汽油的利用效率。
考向三 电流做功，效率的综合计算
14.我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，混合动力汽车起动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以同时给动力电池充电。
电池相关参数如下表：
图S10-10
电池容量
54kW·h
充电电压
220V
充电电流
20A
（1）若车的净重为1.8t，车轮与地面接触的总接触面积为0.09m2，求汽车静止时对地面的压强是多大。
（2）若汽车在某平直公路上匀速行驶100km用时1h，所受的阻力为1.44×103N，求汽车牵引力做功的功率为多少。
（3）在问题二中，若仅由内燃机提供动力，需消耗10L汽油，求内燃机的效率为多少。
（汽油热值q=5×107J/L）
（4）若电池已充满电，仅由电动机提供动力的效率为70%，求该汽车可在平直公路上匀速行驶的距离是多少千米。
【参考答案】
1.解:
样本1的密度:
ρ1==≈1.51g/cm3，
样本2的密度:
ρ2==≈3.01g/cm3，
样本3的密度:
ρ3==≈1.51g/cm3，
由ρ1=ρ3≠ρ2可知，样本1和样本3可能是同一物质，样本2是另一种物质。
2.解:
（1）V水===2×10-3m3。
（2）①h水前===0.1m，S甲===2×10-2m2。
②因为乙、丙的底面积为甲底面积的一半，所以放入物体后，水面能上升到的最大深度为
h==2h水前=0.2m，而h丙后===0.2m，
不确定丙的高度是否会超过水面，因此不能确定丙的体积，无法计算丙的密度。
h乙后===0.15m，
V乙=S甲Δh=2×10-2m2×（0.15m-0.1m）=1×10-3m3，
ρ乙===4×103kg/m3。
3.解:
（1）由v=得电动汽车通过两个充电桩所用的时间t===3h。
（2）电动汽车的重力
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N，
电动汽车静止时对水平地面的压力F=G=2×104N，
电动汽车对地面的压强p===2×105Pa。
（3）该电动汽车匀速行驶时，受到的牵引力F=f=0.06G=0.06×2×104N=1.2×103N，
电动汽车的速度v=90km/h=25m/s，
电动汽车克服阻力做功的功率P=Fv=1.2×103N×25m/s=3×104W。
4.解:
（1）独轮车和货物受到的总重力
G=mg=200kg×10N/kg=2×103N，
独轮车和货物对水平地面的压力F=G=2×103N，
独轮车对水平地面的压强:
p===4×105Pa。
（2）把独轮车看作一个杠杆，以车轮的轴心为支点，由图可知，动力臂L1=0.3m+1.2m=1.5m，阻力臂L2=0.3m，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，有F×1.5m=2×103N×0.3m，
则工人搬运货物时，抬起独轮车需要用的力F=400N。
5.解:
根据题意可知，当刚好把指示牌D端吹离地面时，以C点为支点可构建杠杆模型；重力G为阻力，对应力臂为CE；风力F为动力，对应力臂为（画图说明也可）；
根据杠杆平衡条件可得:
G·
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