Question

【題目】飲水機是一種常用的家用電器，圖甲為飲水機結構剖面圖，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，R1是加熱電阻，R2是定值電阻。當飲水機處于加熱狀態時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，S自動切換到另處于保溫狀態.請回答下列問題：

（1）當開關S與________接觸時，此時飲水機處于保溫狀態。

（2）若飲水機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）如圖甲控水槽內浮體A與閥門C固定相連，當A恰好浸沒時閥門C關閉，A未浸沒時C略有下降，桶內水流入控水槽中。己知浮體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）。求：

①浮體A浸沒時所受浮力為多大？______

②桶內水位的最大高度是多少？__________

Answer 1

【答案】b 132Ω 0.55N 0.4m

【解析】

（1）由圖乙知，S接a時，R1與紅燈串聯；S接b時，R1、R2、綠燈串聯。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=可知此時電路消耗功率較小，此時為保溫狀態；則S接a時為加熱狀態；

（2）S接a時為加熱狀態，加熱時加熱管的功率為550W，R1的阻值：R1= =88Ω，S接b時為保溫狀態，R1和R2串聯，此時加熱管的功率為88W（即R1的功率為88W），電路中電流：I=I1==1A，

由歐姆定律可得：R1+R2==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：p==4×103Pa，水的深度：h==0.4m。