为纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现，联合国把2005年定为“国际物理年”．在纪念活动中，小利同学将他发明的令人称奇的“关门装置”（如下图）展示给大家．
（1）根据图中场景，请你从A、B、C、D、E、F、G中任选三个环节，指出各自涉及的物理知识．
（2）要保证“关门装置”能顺利工作，各环节的设计应符合一定的要求．请你针对其中的两个环节，谈谈设计时要注意的问题．
考点分析：
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某工厂设计了两种淋浴器，一种是淋浴时电流直接对流动的水加热；另一种则是备有水箱，待水箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴，按一般淋浴要求：淋浴器水流量约为10L/min，合适的水温约50℃，用水时间约为5min，加热前的水温按20℃考虑，一般家庭供电电路允许的最大电流为20A．请根据以上情况和要求完成：
（1）按淋浴器用水的流量为10L/min，每分钟用水多少kg？
（2）电加热器的效率为70%，他一次淋浴约消耗多少电能？
（3）通过具体的计算，结合数据分析论证哪一种淋浴器不适合一般家庭选用？
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某自然科学兴趣小组同学，在实验室发现一个有趣的元件R
1，从说明书知道，元件R
1的电阻值与其两端的电压值有关．在老师的指导下，同学们得到了元件R
1的I-U关系如图甲所示．
（1）元件R
1两端电压为90V，R
1的电阻值为______Ω，消耗的电功率为______W；
（2）小明把元件R
1与阻值为100Ω的定值电阻R
串联后接到220V的电源上，如图乙所示，则R
1的实际功率为多少？
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如图所示是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，OA间有可收缩的导线，当盘中没有放物体时，电压表的示数为0．已知电阻R
=5Ω，滑动变阻器最大阻值为15Ω，电源电压U=3V，电压表的量程为0-3V．现将1kg的物体放在托盘中，滑片刚好指在距R上端1/3处（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内），请计算回答：
（1）将1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为多少？
（2）该电子秤能测量的最大质量是多少？此质量数应标在电压表多少伏的位置上？
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随着“西气东输”，天然气进入舒城市民家庭，小明家已经开始使用天然气了．小明家原来就有个电磁炉，小明想究竟使用哪种能源更划算呢？小明开始实验并收集有关数据：
（1）小明在水壶里放入5000cm
3、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134.731m
3；随后点火并将火量调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134.871m
3，需时24min，小明查到天然气热值约为4.0×10
7J/m
3，单价2.2元/m
3．烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？[1标准大气压，c
水=4.2×10
3J/（kg℃）]
（2）小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为1000W挡正常工作将水加热至沸腾，需时30min．舒城的电费价格为0.5元/度．使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多少电能？花费多少电费？
（3）你建议小明家使用哪种能源？请说明2点理由．
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天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游，于是爸爸买回一种新式手电筒．它的前端有3颗发光灯，能发出耀眼的白光，老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管．想起爷爷有一个老式的手电，天翔想到：可否做一个调查，对二者作对比研究呢？结果，天翔收集到以下一些资料：
A、爷爷的手电需要三节干电池（每节电压为1.5V）供电，更换××牌新电池后可连续正常发光3小时；采用白炽灯泡，发光时灯丝温度很高，正常工作电流约为0.3A；灯泡使用寿命约为50小时，为方便更换，灯头采用螺旋式．
B、爸爸的新手电使用二节干电池供电，但发光时亮度比爷爷的老手电要亮得多；更换××牌新电池后可连续发光20小时；发光二极管属冷光源，正常发光时温度几乎不升高（接近室温），所以其使用寿命极高，可达10万小时；另外，抗震能力强，电光转换效率（电流通过电灯时，转化成的光能在所消耗的电能中占的百分比）高也是其显著特征；灯泡被直接焊接在一小块电路板上．
①爷爷的手电筒的额定工作电压是______V；
②经过比较，两种手电除开灯泡及其连接不同外，其他电路一样，请在右边方框内帮天翔画出他家新买的手电的电路图（框内已画出了发光二极管的符号）．
③发光二极管手电有许多优点，如：抗震能力强、使用寿命高、电光转换效率高、______．
④比较而言，老式手电的灯泡寿命很低，主要因为______．
⑤新式手电为什么将灯泡焊接在电路板上，而不采用螺旋式灯头呢？______．
⑥经测量，手电筒在不能正常发光时，干电池的电能被消耗80%，计算一节××牌干电池所储存的电能大约是多少焦耳？（写出计算过程）
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