1、计算题一、热学计算1太阳能热水器是将太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，使热水器中100 L、初温为20 的水温度升高至40 。已知水的比热容c4.2103 J/(kg)，水的密度1.0103 kg/m3，天然气的热值q3.2107 J/m3。求：(1)热水器中的水吸收的热量；(2)热水器的效率；(3)不计热量损失，用燃烧天然气来提供热量，需要完全燃烧天然气的体积。2某汽车在水平地面上以25 m/s的速度匀速行驶300 s，汽车发动机牵引力所做的功为1.5107 J，消耗汽油0.75 kg。(汽油热值取q5107 J/
2、kg, g取10 N/kg)求：(1)发动机的输出功率；(2)汽车受到的阻力；(3)汽车发动机的效率。3近年来，市区的天然气管道铺进乡村，小明同学家也用上了天然气灶。小明同学用天然气给10 kg的水加热，并绘制出加热过程中水温随时间变化的图线，如图所示。若天然气灶的热效率是50%，天然气的热值约为3.0107 J/m3，水的比热容为c水4.2103 J/(kg)。当加热4 min时，求：(1)水吸收的热量；(2)天然气完全燃烧放出的热量；(3)完全燃烧的天然气体积。二、力学计算4电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了800 m，已知他和电动车的总重为860 N，
3、轮胎和地面的总接触面积为20 cm2。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为50 N，在此骑行过程中，求：(1)牵引力做的功。(2)电动车对水平路面的压强。5为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业，如图所示。某品牌植保无人机加满农药和汽油后总质量为20 kg，底部支架与水平地面的接触面积为50 cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5 m/s 的水平速度匀速喷洒3 min，消耗汽油100 mL。已知汽油的密度为0.71103 kg/m3，其热值为4.6107 J/kg，g取10 N/kg，求无人机：(1)起飞前对水平地面的压强。(2)3 min内飞行的水平路程
4、。(3)3 min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量。62021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面。“祝融号”相较于国外的火星车移动能力更强大，设计也更复杂。它的质量为240 kg，采用主动悬架，6车轮独立驱动、独立转向，在火星的水平面上静止时，每个轮子与火星的接触面积为160 cm2。在某次观测时，“祝融号”先用50 s将车体重心升高1 m，然后用1 h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36 m，这两个过程共消耗了1.24104 J的电能，“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%。已知物体在火星表面上的重力是地球表面上的，地球表面上g取10 N/kg。求：(1)“祝融号”在
5、AB段上运动的速度；(2)“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强；(3)车体重心升高1 m的过程中，电流做功的平均功率；(4)“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力。7如图甲是我国自主研制的全球最大的水陆两栖飞机，它能在陆地上起飞降落，又能在水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”。两栖飞机空载质量为4.15104 kg。如图乙是我国最新自主研制的“海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10 970 m。(取海水的密度为1.0103 kg/m3，g取10 N/kg)(1)两栖飞机空载时在水面上排开海水的体积为多少？(2)当“海斗号”无人潜水器下潜到10 000 m深度时，受到的海水压强为多少？(
6、3)“海斗号”无人潜水器的质量为1 000 kg，平均密度为5.0103 kg/m3。现用钢绳连着两栖飞机和潜水器，将潜水器缓慢放入海水中浸没并匀速下降，此时钢绳对潜水器的拉力是多大？8一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M，现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底部的压强p水与所加水的质量m水的关系如图丙所示。容器足够高，在整个过程中无水溢出， 圆柱体M的底面始终与容器中的水面平行。当圆柱体M刚好漂浮时露出水面的高度为4 cm，如图乙所示。(已知水1.0103 kg/m3)求： (1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度；(2)圆柱体M的密度；(3)当容器中加入足
7、够多的水后，把正方体N放在圆柱体M上，圆柱体刚好浸没，则正方体N的重。9如图甲是一种起重机上的滑轮组，已知在匀速吊起540 kg的货物时，绳端的拉力F是2 400 N，货物在10 s内匀速上升5 m；图乙是一种塔式起重机，它悬吊货物所用动滑轮与图甲中动滑轮质量相同，若配重质量为3103 kg，平衡臂长3 m，货物的质量为820 kg，不计摩擦和绳重，g取10 N/kg。求：(1)图甲中起重机滑轮组的机械效率；(2)图甲中绳端拉力F的功率；(3)图乙中当把货物送至最右端，塔臂在水平位置平衡时，起重臂的长度(塔臂的重力忽略不计)。10图甲是一种爬梯式混凝土搅拌机，提升部分的简图如图乙所示。工作时，
8、搅拌机将原料加工成混凝土后倒入运料斗，运料斗与竖直爬梯相连并能沿爬梯移动。在提升电动机的带动下，运料斗能通过滑轮组沿爬梯上升到一定高度，然后将混凝土倾倒卸下。该搅拌机空机总质量为2103 kg，搅拌机与水平地面的接触面积为0.05 m2。提升部分空运料斗重700 N，某次运送混凝土时，提升电动机将装有4 000 N混凝土的运料斗匀速升高8 m，用时20 s，提升钢丝绳拉力的功率为2 kW。不计绳重、动滑轮重及滑轮轴上的摩擦，g取10 N/kg。求：(1)工作前空搅拌机对水平地面的压强；(2)该次运送中提升部分的机械效率；(3)提升过程中运料斗受到的摩擦阻力。11如图甲是一种新型吊运设备的简化模
9、型示意图，虚线框里是滑轮组(未画出)，OC是一根以O点为支点的水平杠杆，AB表示对杠杆起固定作用且不可伸缩的缆绳。滑轮组绳子的自由端由额定电压为220 V的电动机拉动，定滑轮的轴和电动机均固定在B点。在一次作业中，吊运设备匀速竖直提升物体时，绳子自由端的拉力为312.5 N，此时滑轮组的机械效率为80%，被提升的物体上升的速度为0.24 m/s，电动机做的功与时间的变化关系如图乙所示。不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦。(1)求此次作业中被提升的物体受到的重力；(2)此次作业中，电动机的输入电流为1.5 A，求电动机工作时每秒钟产生的热量；(3)第二次作业中，利用该设备以相同的速度
10、匀速提升重为2 000 N的物体，求作用在绳子自由端的拉力。三、电学计算12如图为某用电器的内部简化电路，R1和R2为定值电阻，R1176 。现将该用电器接入电压为220 V的电路，当S1断开、S2接b时用电器消耗的电功率为220 W。求：(1)只闭合S1时，流过R1的电流；(2)电阻R2的阻值；(3)该用电器的最大电功率。13某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示，电路中R0、R1、R2均为发热电阻，已知R13 ，R29 ，仅闭合S1时，加热功率P124 W；仅闭合S2时，加热功率P212 W，求：(1)电源电压U及R0的电阻值；(2)该装置的最大加热功率。14如图甲所示的电水壶有加热和
11、保温两种功能，图乙是其内部电路的简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为880 W，保温功率为44 W，容量为1.1 L。装满水后从40 加热到100 ，加热水的效率为80%，c水4.2103 J/(kg)。求：(1)加热状态工作时，电路中的电流；(2)水吸收的热量；(3)电阻R1的阻值。15图甲是家庭常用的一款电热水壶，其电路原理如图乙所示，该电热水壶的铭牌如图丙，R1、R2为电热丝，R2的阻值为220 (阻值均不受温度影响)，该电热水壶有加热和保温两种工作状态。S0是一个自动温控开关，当壶内水温度达到100 时会自动断开，进入保温状态
12、，求：(1)电阻R1的阻值；(2)若电热水壶正常工作的热效率为84%，将满壶水从20 加热至100 至少需要消耗的电能；(3)若整个家庭电路中只有电热水壶在保温挡工作，发现标有“3 000 imp/(kWh)”的电能表指示灯闪烁330次用时1 800 s，求此时家庭电路两端的电压。16如图甲是通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中，已知电源电压保持3 V不变，小灯泡的额定电流是0.3 A，R120 ，R2标有“30 2 A”字样。(1)求小灯泡正常发光时的电阻；(2)同时闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1 V，求此时滑动变阻
13、器R2的电阻；(3)同时闭合开关S、S1和S2，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，求此时整个电路工作1 min消耗的电能；(4)在电路通电的情况下，调整开关S1、S2的开闭状态，并移动滑动变阻器的滑片，求整个电路消耗的最小电功率。17如图甲所示电路，电源电压保持不变，灯R1标有“6 V6 W”的字样，且阻值不变。当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P置于a端时，灯R1的实际功率为1.5 W，滑片P置于c点时，R3在1 min内消耗的电能为20 J。当只闭合开关S、S2时，滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中，电路总功率P随滑动变阻器R3阻值变化的关系图像如图乙所示，且滑片P置于b端时，R
14、2与R3的功率之比为15。求：(1)灯R1的阻值；(2)滑片P置于c点时，滑动变阻器连入电路中的阻值；(3)当只闭合开关S、S2时，电路消耗的最小功率。四、综合计算18电热加湿器靠电流的热效应工作，某种家用电热加湿器电路简化图如图所示，相关参数如表所示。电热加湿器的电热丝(阻值不变)浸没在加热仓的水中产生热量，使加热仓中水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度，当加热仓中的水减少到一定程度时，自动阀门智能打开，水由储水箱进入到加热仓中。c水4.2103 J/(kg)，水1.0103 kg/m3，室内环境为1个标准大气压求：工作电压220 V工作频率50 Hz最大运行功率40 W储水箱容量2.4 L加
15、热仓容量25 mL满水工作时间高气雾量10 h，低气雾量24 h(1)气雾调节器R2的滑片移动到最左端，加湿器以最大运行功率工作，电热丝R1的阻值；(2)加热仓内装满初温为20 的水，以最大运行功率工作，经过420 s水沸腾产生水蒸气，此时电热丝的热效率；(3)当滑片移到最右端时，加湿器以高气雾量工作，气雾调节器R2的最大阻值为790 ，电热丝R1的电功率。19为确保航天员的生命安全，要求载人飞船的舱门必须具有良好的密封性。图甲是科研人员检验飞船舱门密封性的原理图，RM、RN是两个相同的电阻，其阻值随所受气体压强变化关系如图乙所示，电源电压为12 V，R0为定值电阻，N为不漏气的集气空腔，M为
16、置于N中的待检验飞船舱体，M的舱门面积是0.6 m2，M的容积为V，N与M之间部分的容积为4V。某次检验过程中，对M充气至压强为1.0105 Pa后关闭阀门，快速将N抽成真空，此时开关S接a，电压表示数为8 V，电流表示数为0.8 A；1 h时，电压表示数变为4 V，此时将S改接到b，电压表示数为2 V；2 h后，无论S接a还是改接到b，电压表、电流表示数均稳定不变。已知一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pVC(常数)。求：(1)电阻R0的阻值；(2)1 h时，RM的阻值；(3)1 h时，M的舱门受到内外气体的压力差；(4)2 h后，S接在a处时，整个电路的总功率
17、。参考答案1解：(1)水的体积V100 L100 dm30.1 m3，由可得，水的质量：mV1.0103 kg/m30.1 m3100 kg，热水器中的水吸收的热量：Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)100 kg(40 20 )8.4106 J。(2)太阳能热水器在5小时内接收的太阳能：W4.2106 J/h5 h2.1107 J，热水器的效率：100%40%。(3)不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量：Q放Q吸8.4106 J，由Q放Vq可知，需要完全燃烧天然气的体积：V0.2 625 m3。 2解：(1)发动机的输出功率：P5104 W。(2)由v得，汽车行驶的路程：svt25
18、 m/s300 s7.5103 m，因为汽车匀速直线行驶，所以汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，由WFs可知，汽车受到的阻力：fF2103 N。(3)0.75 kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放mq0.75 kg5107 J/kg3.75107 J，汽车发动机的效率：100%40%。3解：(1)水吸收的热量：Q吸c水m水t4.2103 J/(kg)10 kg(70 20 )2.1106 J。(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q放4.2106 J。(3)完全燃烧的天然气体积：V0.14 m3。4解：(1)牵引力做的功：WF牵s50 N800 m4104 J。(2)轮胎和地面的总接触面积：S20 c
19、m22103 m2，电动车对水平路面的压强：p4.3105 Pa。5解：(1)起飞前对水平地面的压力：FGmg20 kg10 N/kg200 N，起飞前对水平地面的压强：p4104 Pa。(2)3 min内飞行的水平路程：svt5 m/s360 s900 m。(3)3 min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q放m油qVq0.71103 kg/m3100106 m34.6107 J/kg3.266106 J。6解：(1)“祝融号”在AB段上运动的速度：v0.01 m/s。(2)“祝融号”在火星表面上的重力：Gmg240 kg10 N/kg960 N，“祝融号”静止时，对水平火星表面的压力：FG9
20、60 N，“祝融号”对水平火星表面的压强：p1104 Pa。(3)“祝融号”对车体做的有用功：W1有Gh960 N1 m960 J，由得，电流做功：W1总1 600 J，电流做功的平均功率：P32 W。(4)“祝融号”在AB段行驶消耗的电能：W2总W总W1总1.24104 J1 600 J10 800 J，由得，W2有W2总60%10 800 J6 480 J，由WFs得，“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力：f180 N。7解：(1)因为两栖飞机漂浮在水面上，所以两栖飞机空载时受到的浮力：F浮Gmg4.15104 kg10 N/kg4.15105 N。由F浮液gV排可得，排开海水的体
21、积：V排41.5 m3。(2)“海斗号”无人潜水器受到的海水压强：p海水gh1.0103 kg/m310 N/kg10 000 m1.0108 Pa。(3)“海斗号”无人潜水器的体积：V0.2 m3。“海斗号”无人潜水器浸没在海水中，V排V0.2 m3，此时受到的浮力：F浮海水gV排1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m32103 N。由于潜水器匀速下降，潜水器受力平衡，钢绳对潜水器的拉力：F拉GF浮mgF浮1 000 kg10 N/kg2103 N8103 N。8解：(1)由图丙可知，当圆柱体M刚好漂浮时，加入的水m水3 kg，p水0.6103 Pa，由pgh可得，圆柱体M刚好漂浮
22、时，容器中水的深度：h0.06 m6 cm。(2)由于圆柱体M刚好漂浮时露出水面的高度为4 cm，则圆柱体M的高度：Hhh露6 cm4 cm10 cm，由物体的浮沉条件可知，F浮G，即水V排gMVMg，则水SMhgMSMHg，圆柱体M的密度：M水1.0103 kg/m30.6103 kg/m3。(3)由可得，3 kg水的体积：V水3103m3，圆柱体M周围的水的底面积：S水0.05 m2，由于加入的水等于7 kg与3 kg时，水对容器底部的压强分别为1.0103 Pa、0.6103 Pa，由p得，容器的底面积：S0.1 m2，圆柱体M的底面积：SMSS水0.1 m20.05 m20.05 m2
23、，则圆柱体M的体积：VMSMH0.05 m20.1 m0.005 m3，圆柱体M浸没水中时，所受的浮力：F浮水gV排水gVM1.0103 kg/m310 N/kg0.005 m350 N，圆柱体M所受的重力：GMmMgMVMg0.6103 kg/m30.005 m310 N/kg30 N，则正方体N所受的重力：GNF浮GM50 N30 N20 N。9解：(1)吊起货物所受的重力：G物m物g540 kg10 N/kg 5 400 N，由图甲可知，承担物重的绳子段数n3，则图甲中起重机滑轮组的机械效率：100%75%。(2)货物上升的速度：v物0.5 m/s，绳子自由端移动的速度：v绳nv物30.
24、5 m/s1.5 m/s，图甲中绳端拉力F的功率： PFv绳2 400 N1.5 m/s3 600 W。(3)图乙中塔式起重机悬吊货物所用动滑轮与图甲中动滑轮质量相同，不计摩擦和绳重，动滑轮所受重力：G动nFG物32 400 N5 400 N1 800 N，配重重：G配重m配重g3103 kg10 N/kg3104 N，货物重：G货物m货物g820 kg10 N/kg8.2103 N，由杠杆平衡条件得，G配重l平衡臂(G货物G动)l起重臂，则起重臂的长度：l起重臂9 m。10解：(1)空搅拌机对水平地面的压力：F压Gmg2103 kg10 N/kg2104 N，空搅拌机对水平地面的压强：p41
25、05 Pa。(2)钢丝绳拉力做的功：W总Pt2103 W20 s4104 J，混凝土克服重力做的功：W有G混h4 000 N8 m3.2104 J，该次运送中提升部分的机械效率：100%80%。(3)由图乙可知，n4，绳子自由端移动的距离：snh48 m32 m，提升部分钢丝绳的拉力：F1.25103 N，又因为运料斗匀速提升，处于平衡状态，则4根绳子的拉力和运料斗及混凝土的重力、摩擦阻力平衡，即：4FG混G斗F阻，则提升过程中运料斗受到的摩擦阻力：F阻4FG混G斗41.25103 N4 000 N700 N300 N。11解：(1)由图乙可知，当t1 s时，绳子自由端拉力做的总功W总300
26、J，绳子自由端拉力的功率：P总300 W，滑轮组的机械效率：，所以有用功功率：P有P总80%300 W240 W，由P有Gv物可得，被提升的物体受到的重力：G1 000 N。(2)电动机工作时每秒消耗的电能：W电UIt220 V1.5 A1 s330 J，转化的机械能：W机W总300 J，每秒钟产生的热量：QW电W机330 J300 J30 J。(3)由PFv可得，第一次作业时绳子自由端的速度：v0.96 m/s，由vnv物可得，通过动滑轮绳子的段数：n4，不考虑滑轮组绳子的质量、滑轮与轴和绳子间的摩擦，由F可得，动滑轮的重力：G动nFG4312.5 N1 000 N250 N，第二次作业中，
27、利用该设备以相同的速度匀速提升重为2 000 N的物体，作用在绳子自由端的拉力：F(GG动)(2 000 N250 N)562.5 N。12解：(1)只闭合S1时，流过R1的电流：I11.25 A。(2)解法一：当S1断开、S2接b时，R1和R2串联，由公式P得，电阻R2的阻值：R2R1176 44 。解法二：当S1断开、S2接b时，R1和R2串联，由公式PUI得，电路总电流：I1 A，R1的电功率：P1I2R1(1 A)2 176 176 W，R2的阻值：R244 。(3)当S1闭合、S2接a时，R1和R2并联，该用电器的电功率最大。R1和R2的电功率分别为PR1275 W，PR21 100
28、 W，该用电器的最大电功率：PmaxPR1PR21 375 W。13解：(1)只闭合开关S1时，R0、R1串联接入电路，由PUI得，加热功率：P124 W只闭合开关S2时，R0、R2串联接入电路，由PUI得，加热功率：P212 W联立可得，U12 V，R03 。(2)由电路图可知，当开关S1、S2、S3都闭合时，R1、R2并联接入电路，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，则由PUI得，该装置的加热功率最大：P64 W。14解：(1)由PUI可知，加热状态工作时，电路中的电流：I4 A。(2)水的质量：mV1.0103 kg/m31.1103 m31.1 kg， 水吸收的热量：Q吸cm(t1t0)
29、4.2103 J/(kg)1.1 kg(100 40 )2.772105 J。(3)由题可知，开关接1时，电阻R1、R2串联，电路为保温挡；开关接2时，电路为R2的简单电路，为加热挡。由PUI得，电路的总电阻：R总R1R21 100 ，电阻R2的阻值：R255 ，所以电阻R1的阻值：R11 100 55 1 045 。15解：(1)由图乙可知，开关S闭合、S0断开时，电路为R2的简单电路，电热水壶处于保温状态，则由PUI得，电热水壶保温时的功率：P保温220 W，由图乙可知，开关S、S0均闭合时，R1与R2并联，电热水壶处于加热状态，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以R1的功率：P1P加
30、热P保温660 W220 W440 W，由PUI可得，电阻R1的阻值：R1110 。(2)电热水壶装满水时，壶内水的体积：V2 L2103 m3，由可得，水的质量：mV1.0103 kg/m32103 m32 kg，水吸收的热量：Q吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)2 kg(100 20 )6.72105 J，由可得，电热水壶消耗的电能：W8105 J。(3)3 000 imp/(kWh)表示每消耗1 kWh的电能，电能表指示灯闪烁了3 000次，指示灯闪烁330次，电热水壶消耗的电能：WkWh0.11 kWh0.113.6106 J3.96105 J，时间t1 800 s，电热水壶的
31、实际功率：P实220 W，由PUI可得，家庭电路两端的电压：U实220 V。16解：(1)小灯泡的额定电流IL0.3 A，由图甲可知，小灯泡正常发光时两端电压UL3 V，小灯泡正常发光时的电阻：RL10 。(2)闭合开关S、S2，断开S1时，小灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端电压，当电压表示数为1 V时，由串联电路的电压规律可知，小灯泡L两端的电压：ULUUR23 V1 V2 V，由图甲可知，此时电路中的电流IIL0.25 A，此时滑动变阻器R2的电阻：R24 。(3)同时闭合开关S、S1和S2，滑动变阻器的滑片调至最左端时，R2接入电阻为零，R1与L并联，电源电压3 V不变，小灯
32、泡正常发光，整个电路工作1 min消耗的电能：WWLWR1ULILtt3 V0.3 A60 s60 s81 J。(4)由PUI可知，电源电压不变，当电路中电阻最大时，电路消耗的电功率最小。当闭合开关S、S1，断开S2，滑片在最右端时，R1与R2的最大阻值串联，此时电路中的总电阻最大，电路消耗的电功率最小，最小电功率：P最小0.18 W。17解：(1)由PUI可知，灯R1的阻值：R16 。(2)当只闭合开关S、S1，滑动变阻器的滑片P置于a端时，电路为灯R1的简单电路，灯R1的实际功率为1.5 W。灯R1两端的电压为电源电压，即U3 V，滑片P置于c点时，滑动变阻器与灯R1串联，R3在1 min
33、内消耗的电能为20 J，所以W3R3t，即20 JR360 s，解得R33 或R312 。(3)只闭合开关S、S2时，R2和R3串联，滑动变阻器的滑片P在a端时，电路为只有R2的简单电路。由图乙可知，P23 W，由PUI得，R2的阻值：R23 ，滑片P置于b端时，滑动变阻器连入电路中的阻值最大，通过两个电阻的电流相等，R2与R3的功率之比为15，所以。解得R3大15 ，电路消耗的最小功率：P最小0.5 W。18解：(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左端时，只有电热丝R1工作，加湿器的功率最大，由PUI可得，电热丝R1的阻值：R11 210 。(2)加热仓内装满水时，水的质量：m水水V水1.01
34、03 kg/m325106m30.025 kg，水吸收的热量：Q吸c水m水t4.2103 J/(kg)0.025 kg(100 20 )8.4103 J，消耗的电能：WPt40 W420 s1.68104 J，电热丝的热效率：100%50%。(3)当滑片移到最右端时，R2的最大阻值和R1串联，此时电路中的电流：I0.11 A，此时电热丝R1的电功率：P1I2R1(0.11 A)21 210 14.641 W。19解：(1)充气结束，S接a，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，电阻R010 。(2)S接a，电压表示数变为4 V，电路中的电流：I20.4 A，电阻RM20 。(3)S接b，电压表示数变为2 V，RN与R0串联，电路中的电流：I30.2 A，电阻RN50 。当RM20 、RN50 时，由图乙可知，其所处环境气体压强分别为pM0.6105 Pa、pN0.1105 Pa，舱门受到内外气体的压强差：ppMpN0.6105 Pa0.1105 Pa0.5105 Pa，舱门受到内外气体的压力差：FpS0.5105 Pa0.6 m23104 N。(4)经分析知，2 h后M、N中的压强相等，设压强值为p，由题意有p0Vp5 V，则p0.2105 Pa，由图乙可知，此时RM30 ，电路的总功率：P总UI3.6 W。31
