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[解答]

三、计算题（本题共 33 分）

14、（ 9分）已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为 1. 0 千瓦，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为 3.0×8 .0米，转换太阳辐射能为水的热能的效率为80 %,假设此热水器的进水温度与室温皆为 25 ℃，该热水器的热量损失率正比于热水器内水温与室温之温差。当热水器出水口关闭时，经过长时间照射后，热水器内的水温可以达到 85 ℃，问当热水器以每分钟 6 升的流量出水，经过一段时间后，其稳定的出水温度为多少摄氏度？

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15、（ 12分）如图9是多档位电热器的工作电路图，电热器内只有两个阻值分别为 R1=50欧和R2=100欧的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有“ O 、1 、2 -------9”共10个金属触点；可以绕中心轴转动的旋钮开关两端各有一个金属滑片，转动旋钮开关可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置 D 时，金属滑片将 2、3 触点接通，同时另一端将7、 8 触点接通。电源电压为 220 伏。用这个旋转开关可以实现电热器有多档位加热功率的要求。请回答： ( l ）该电热器可有几个不同加热档位？

( 2 ）将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个档位的功率各是多大？并分别指出旋钮开关接在哪个档位。

（图9）

16、（12分）某密闭房间内有一台空调，当房间内温度为t2，房间外温度为t1，正常工作时空调每秒消耗的电功W=2千焦，此时空调每秒从房间吸取的热量为 Q2 ，向室外释放的热量为 Q1，W与Q2 、Q 1 之间满足如下关系式： ① W+ Q2= Q1；②设：T=t+273,则有：Q2/Q1=T2/T1

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若室外向房间每秒漏进（或漏出）的热量与房间内外的温差成正比。当室外温度为 30℃ ，温度控制器开关使其间断运转 30％的时间（例如开了3分钟就停7分钟，如此交替开停），发现这时室内保持 20℃不变。试问；

① 在夏天仍要求维持室内温度为 20℃，则该空调器可允许正常连续运转的最高室外温度

是多少摄氏度？

②若在冬天，空调从外界吸热，网室内放热，仍要求维持室内为 20℃，则它能正常运转的最低室外温度是多少摄氏度？

四、实验题（本题共 27 分）

17 、（12分）某同学利用以下实验器材测量一个输出电压恒定，但是数值未知的电源。 实验器材有：两个电阻箱 R1和R2、一个理想的最大测量值为 50μA 的直流电流表 G（电流表上只有0刻度和最大刻度）、一个电流表保护电阻Rg（阻值未知）、一个电键、若干导线。他设计了如下电路图，进行了如下操作。请在横线处填写必要的文字或数据，使整个实

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验操作过程完整、正确。

第一步操作：先不接电阻箱 A ＿＿＿＿＿（选填“ R1 ”或“ R2 \，其它元件按如图接上。合上电键 S ，调节另一电阻箱B的阻值，让电流表的指针指在＿＿＿＿＿_（选填“ O 刻度”或“最大刻度” ) ，记下此时电阻箱 B 的示数为 27200欧 。

第二步操作：断开电键 S ，接入电阻箱 A ，并将其阻值调为＿＿＿＿＿_（选填“ O ”或“最大” ) ，同时将电阻箱 B 的阻值减半，然后合上电键 S ，逐步＿＿＿＿＿_（选填：“增大”或“减小”）电阻箱＿＿＿＿＿_（选填： “A ” 或“ B ” ）的阻值，使电流表的指针指在＿＿＿＿＿_（选填“ 0刻度”或“最大刻度”）位置，记下此时电阻箱的示数为 3160欧。

根据以上测得值，可以推算出Rg的阻值为＿＿＿＿＿_欧；被测电源的电压为 ＿＿＿＿伏。（结果请保留小数点后两位）

18 、（ 15 分）现有下列实验器材：物理天平一台，盛有水的烧杯一个，铜管材料一小块，蜡（蜡芯材料）一大块和细线若干。某学生在没有测量比度的器材的情况下，利用所给仪器，按以下实验步骤测量一根己知长度的铜管内径。已知铜管长度 L =8 .12厘米，水的密度ρ0=1.00 克／厘米。请在横线处填写相应的表达式或数据： ① 调节物理天平；

② 把小铜块分别置于空气中、水中称量，得出平衡时砝码的质量分别为m1、m2；则小铜块的密度计算表达式：ρ1=＿＿＿＿＿_；

③ 把小蜡块在空气中称量，平衡时砝码的质量为m3 ；把小铜块与小蜡块捆在一起浸没于水中称量，平衡时祛码的质量为m4 。则蜡的密度计算表达式：ρ2=＿＿＿＿＿_； ④ 将铜管中塞满蜡；

⑤ 把含有蜡芯的铜管分别置于空气中和水中称量，平衡时砝码的质量分别为m、m’。则可求出铜管内径d；

下表为某次测量得到的数据：

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