Question

【題目】下圖所示的是一種用來煎烤食物的雙面電餅鐺，它的上、下盤既可以同時加熱，也可以在把手處掀起上盤（是上盤轉軸所在的位置），使用下盤單獨加熱。

（1）圖甲中，若要用最小的力掀起電餅鐺的上盤，請畫出這個最小的力的示意圖。

（________）

（2）若電餅鐺的上盤可以近似地看成是一個質地均勻的圓盤，其直徑為，質量為，則將上盤由圖甲所示的位置掀起至圖乙所示的豎直位置，人手克服上盤重力所做的功約是多少焦_______？

（3）電餅鐺簡化的內部電路如圖丙所示。閉合電源開關，當溫控開關接接線柱“2”時，下盤開始加熱，再閉合開關，上盤也開始加熱；當溫度超過設定溫度時，溫控開關自動轉接接線柱“1”，進入保溫狀態。電餅鐺的部分參數如丁表所示，若某次煎烤食物時發現指示燈、和發光的時間分別為12、10和5，則此次煎烤食物的過程中，電餅鐺消耗的電能是多少焦________？（不計電路中指示燈消耗的電能）

Answer 1

【答案】

【解析】

（1）根據杠桿平衡條件，若要用力掀起電餅鐺的上盤，在阻力和阻力臂一定時，動力臂最大，則動力最小。由圖可知，當OA連線為力臂時，動力臂最大，此時動力最小。過A點作OA的垂線，方向向斜上方，如圖：

（2）若電餅鐺的上盤可以近似地看成是一個質地均勻的圓盤，其直徑為24cm，將上盤由圖甲所示的位置掀起至圖乙所示的豎直位置，則重心在重力的方向上移動的距離為，

人手克服上盤重力所做的功。

（3）由題，閉合電源開關S1，當溫控開關S2接接線柱“2”時，下盤開始加熱，再閉合開關S3，上盤也開始加熱；當溫度超過設定溫度時，溫控開關S2自動轉接接線柱“1”，進入保溫狀態。燈泡L1、L2、L3分別與電阻R1、R2、R3并聯，三個燈泡的發光時間即為所并聯電阻的工作時間，故此次煎烤食物的過程中，電餅鐺消耗的電能

。