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初中物理
/
1.
(2022·长春模拟)
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、低两个档位,由开关S和加热电阻丝R
1
、R
2
组成,U=220V,R
2
=121Ω;控制电路电压恒定,R
0
=10Ω,R
F
为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘T形硬杆,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1.5N,电阻减小5Ω。浮体A体积为1000cm
3
, 质量为50g。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0.2A,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0.24A;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为0.3A。T形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,g取10Nkg,水的密度为1.0×10
3
kg/m
3
, 水的比热容为4.2×10
3
J/ (kg·℃)
(1) 浮体A的重力是
N, 当加热器处于高档位时,开关S
(选填“闭合”或“断开”)。
(2) 当加热器处于低档位时,加热210s所产生的热量全部被2kg的水吸收,水温升高了
℃。
(3) 求水箱注水量达到最大值时,浮体A受到的浮力?(写必要的文字说明、表达式及最后结果)
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