【題目】現(xiàn)有很多家庭都裝有如圖甲所示的太陽(yáng)能熱水器,圖乙是水箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖.Sl是自動(dòng)溫控開(kāi)關(guān),當(dāng)水溫低于20℃時(shí)閉合,輔助加熱電阻R開(kāi)始加熱;當(dāng)水溫高60℃時(shí)斷開(kāi),輔助加熱電阻R停止加熱.A、B是水箱中兩個(gè)相同的實(shí)心圓柱體,密度為1.8×103kg/m3,懸掛在水箱頂部的壓力傳感開(kāi)關(guān)S2上.當(dāng)S2受到豎直向下的拉力達(dá)到16N時(shí)閉合,電動(dòng)水泵M開(kāi)始向水箱注水;當(dāng)拉力小于等于10N時(shí),S2斷開(kāi),電動(dòng)水泵M停止注水.[g=10N/kg,c=4.2×103J/kg℃]求:

1)若水箱內(nèi)有100kg的水,夜晚在輔助加熱系統(tǒng)作用下,水溫升高了30℃,水吸收的熱量.

2A、B的體積均為500cm3,A、B的總重力.

3)正常情況下水箱中的水面最高時(shí),A受到的浮力.(開(kāi)關(guān)S2下的細(xì)繩和A、B間的細(xì)繩質(zhì)量與體積均忽略不計(jì))

【答案】1)若水箱內(nèi)有100kg的水,該太陽(yáng)能熱水器將水從20℃加熱到50℃時(shí)水吸收的熱量為1.26×107J;

2A、B受到的總重力為16N;

3)正常情況下水箱中的水位最高時(shí),A受到的浮力2N

【解析】試題分析:(1)由吸熱公式Q=cm△t計(jì)算水吸收的熱量;

2m=ρVG=mg計(jì)算A、B受到的總重力;

3)正常情況下水箱中的水位最高時(shí)拉力F=10N,由此計(jì)算A、B受到總的浮力,根據(jù)F總浮=FA+FBFgV計(jì)算A受到的浮力.

解:

1100kg的水,從20℃加熱到50℃時(shí)水吸收的熱量

Q=Cm△t=4.2×103J/kg℃×100 kg×50℃﹣20℃=1.26×107J

2AB總體積:V=VA+VB=5×104m3+5×104m3=1×103m3

m=ρV=ρVA+VB=1.8×103kg/m3×1×103m3="1.8kg"

G=mg="1.8kg×10N/kg=18N"

3)正常情況下,當(dāng)水位最高時(shí),繩子受到的拉力最小F=10N,此時(shí):

F總浮=G﹣F=18N﹣10N=8N,

FBgVB=1.0×103kg/m3×5×104m3×10N/kg=5N

FA=F總浮﹣FB=8N﹣5N=3N

答:(1)若水箱內(nèi)有100kg的水,該太陽(yáng)能熱水器將水從20℃加熱到50℃時(shí)水吸收的熱量為1.26×107J;

2AB受到的總重力為16N;

3)正常情況下水箱中的水位最高時(shí),A受到的浮力2N

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