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    左下图是一台式饮水机结构剖面示意图．控水槽中浮体A与阀门C固定相连．当A恰好浸没时，阀门C关闭，A未浸没时C略有下降，桶内水流入控水槽．已知桶内水位高40cm，阀门C的截面积1.0cm2，不计A、C本身质量及大气压强和热损失，完成下列工作：
    （1）为使控水槽内保持一定水位，浮体A的最小体积应为多少？
    （2）若热胆中储水1.0kg，由加热管通电加热，要求10min将水由20℃加热到100℃，求加热管的电功率．（c水=4200J/kg?℃）
    （3）饮水机的电路图如图所示．水沸腾前，红灯亮、绿灯不亮，加热管正常工作；水沸腾后，绿灯亮、红灯不亮，加热管不工作．试分析温控开关1和2在沸腾前后的通断情况以及红、绿灯的电阻R红、R绿应满足的条件．
    分析：（1）根据公式p=ρgh可求桶口处水的压强；再利用公式F=PS可求C受到的水的压力；再利用浮力公式求出浮体A的体积；
    （2）根据公式Q=cm△t可求水应吸收的热量；热量全部由电能提供，再利用公式P=
    W
    t
    求出电热管的电功率；
    （3）水沸腾前，需要加热，加热管需要工作，闭合开关1，绿灯被短路，不能发光，闭合开关2，加热管和红灯并联同时工作；沸腾后，加热管停止工作，两开关同时断开，红灯和绿灯串联，要想绿灯亮，红灯灭，红灯的电阻必须远远小于绿灯的电阻．
    解答：解：（1）浮体A具有最小体积的条件是：浮体A刚好浸没在水中时受到向上的浮力跟阀门C受到水向下的压力相等，桶口处的水压为：
    p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa；
    C受到的水的压力为：
    F=pS=4×103Pa×10-4m2=0.4N；
    则F浮=F=ρgV排得  
    浮体A的最小体积V=V排=
    F浮
    ρ水g
    =
    0.4N
    1000kg/m3×10N/kg
    =4×10-5m3，
    （2）水应吸收的热量：
    Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100-20）℃=3.36×105J；
    因热量全部由电能提供，即W=Q=Pt
    所以电热管的电功率P=
    W
    t
    =
    3.36×105J
    600s
    =560W；
    （3）开关1和2在水沸腾前同时闭合，在水沸腾后同时断开
    R红＜＜R绿（红灯电阻远远小于绿灯电阻）．
    答：（1）浮体A的最小体积为4×10-5m3；
    （2）电热管的电功率为560W；
    （3）开关1和2在水沸腾前同时闭合，在水沸腾后同时断开
    R红＜＜R绿（红灯电阻远远小于绿灯电阻）．
    点评：本题考查体积、电功率的计算以及对电路的分析，主要是公式及其变形的灵活运用，难点是对电路的分析，知道开关断开与闭合时，电路的连接情况，尤其是两灯串联时一个不发光的情况．
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