Question

12．如圖所示是HD4609型飛利浦電熱水壺，水壺底面積為0.02m²，空熱水壺質(zhì)量是0.5kg，其他有關(guān)參數(shù)如表．將它放置于面積為1.2m²的水平桌面上，當(dāng)熱水壺裝最大容量水時(shí)，求：（此題g取10N/kg）
（1）熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)；
（2）水對(duì)熱水壺底部的壓強(qiáng)；
（3）電熱水壺正常工作時(shí)的電流是多少？
（4）水從20℃加熱到70℃需吸收多少熱量．

HD4609型電熱水壺
壺高	0.22m
最高水位	0.20m
最低水位	0.05m
最大容量	1.5×10-3m3
最小容量	0.5×10-3m3
額定電壓	220V
額定功率	1000W

Answer 1

分析 （1）當(dāng)熱水壺裝最大容量水時(shí)，由表格數(shù)據(jù)可知水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，熱水壺對(duì)桌面的壓力等于空熱水壺和水的重力之和，根據(jù)F=G=mg求出其大小，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)熱水壺裝最大容量水時(shí)水的深度，根據(jù)p=ρgh求出水對(duì)熱水壺底部的壓強(qiáng)；
（3）電水壺正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出工作電流；
（4）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量．

解答 解：（1）當(dāng)熱水壺裝最大容量水時(shí)，由表格數(shù)據(jù)可知，水的體積V=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
熱水壺對(duì)桌面的壓力：
F=G_總=m_總g=（1.5kg+0.5kg）×10N/kg=20N，
熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20N}{0.02{m}^{2}}$=1000Pa；
（2）當(dāng)熱水壺裝最大容量水時(shí)，由表格數(shù)據(jù)可知，水的深度h=0.20m，
則水對(duì)熱水壺底部的壓強(qiáng)：
p′=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.20m=2000Pa；
（3）由P=UI可得，電熱水壺正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
（4）水從20℃加熱到70℃需吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（70℃-20℃）=3.15×10⁵J．
答：（1）熱水壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)為1000Pa；
（2）水對(duì)熱水壺底部的壓強(qiáng)為2000Pa；
（3）電熱水壺正常工作時(shí)的電流是4.5A；
（4）水從20℃加熱到70℃需吸收多少熱量為3.15×10⁵J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、壓強(qiáng)公式、電功率公式、熱量公式的掌握和運(yùn)用，能從熱水壺參數(shù)表得出相關(guān)信息并加以利用是本題的關(guān)鍵；此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，但是難度并不大，很適合學(xué)生的練習(xí)，是一道好題．