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  • 科目:物理
  • 题型:计算题
  • 难度:较难
  • 人气:114

如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位,由开关 S 和加热电阻丝 R 1 R 2 组成, U 220 V R 2 242 Ω ;控制电路电压恒定, R 0 10 Ω R F 为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆,水箱注水后圆柱形浮体 A 竖直上浮,通过 T 形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加 1 . 5 N ,电阻减小 5 Ω 。浮体 A 体积为 1000 c m 3 ,质量为 50 g 。科技小组对加湿器进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至浮体 A 体积的 1 5 浸入水中时,电磁铁线圈中电流为 200 m A ,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当液面上升至浮体 A 体积的 1 2 浸入水中时,电磁铁线圈中电流为 240 m A ;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为 300 m A T 形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计, g 10 N / k g ,水的密度为 1 . 0 × 10 3 k g / m 3 ,水的比热容为 4 . 2 × 10 3 J / k g

(1)当加热器处于高挡位时,加热 140 s 所产生的热量全部被 1 . 2 k g 的水吸收,水温升高了 25 。求加热器的高挡功率和低挡功率;

(2)求浮体 A 体积的 1 5 浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力;

(3)求水箱注水量达到最大值时,浮体 A 浸入水中的体积。

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如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模