Question

【题目】某款家用蒸汽挂烫衣机（图甲）的工作原理简图如图乙所示，R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S2为旋转开关，实现关、低档、高档的转换．水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服．为了便于移动，它底部装有四个轮子，其一个大轮子与地面的接触面积为3cm2 ， 一个小轮子与地面的接触面积为2.5cm2 ． 蒸汽挂烫衣机部分参数如表．请解答：

高档发热功率	880W
额定电压	220V
水箱容积	2L
挂烫机净重	4kg

（1）用来制作蒸汽软管的材料应具有什么样的物理特点或性质？请写出两点①②
（2）水箱上满水后如图时蒸汽挂烫衣机对地板的压强．
（3）发热电阻R1的阻值．
（4）在无热损失的情况下，将电热杯内0.25kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？

Answer 1

【答案】
（1）密度小，质量轻；耐高温，易弯折（耐腐蚀，经久耐用）
（2）解：水箱上满水时，水的重：G水=mg=ρVg=1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=20N，

挂烫机的重力：G机=mg=4kg×10N/kg=40N，

整个挂烫机对地面的压力：F=G总=40N+20N=60N，

根据题意可得受力面积：S=（3cm2+2.5 cm2）×2=1.1×10﹣3m2，

烫衣机对地板的压强：p= = =5.45×104Pa．

答：水箱上满水后如图时蒸汽挂烫衣机对地板的压强为5.45×104Pa．

（3）解：当烫衣机处于高温档时，两电阻并联，又R1=R2，

故P高=P1+P2=2P1，则P1= P高= ×880W=440W，

由P= 可得发热电阻R1的阻值为：

R1= = =110Ω；

答：发热电阻R1的阻值为110Ω．

（4）解：水从20℃加热到100℃吸收的热量为：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×0.25kg×（100℃﹣20℃）=8.4×104J；

由Q=W=Pt得：

t= = = ≈95.5s．

答：在无热损失的情况下，将电热杯内0.25kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是95.5s．

【解析】解：（1）因为利用热的水蒸气工作，所以所用软管需要具有耐高温、柔韧性好、质量小的特点；
【考点精析】认真审题，首先需要了解压强的大小及其计算(压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）)．