Question

12．如图所示是HD4609型飞利浦电热水壶，水壶底面积为0.02m²，空热水壶质量是0.5kg，其他有关参数如表．将它放置于面积为1.2m²的水平桌面上，当热水壶装最大容量水时，求：（此题g取10N/kg）
（1）热水壶对桌面的压强；
（2）水对热水壶底部的压强；
（3）电热水壶正常工作时的电流是多少？
（4）水从20℃加热到70℃需吸收多少热量．

HD4609型电热水壶
壶高	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
额定电压	220V
额定功率	1000W

Answer 1

分析 （1）当热水壶装最大容量水时，由表格数据可知水的体积，根据m=ρV求出水的质量，热水壶对桌面的压力等于空热水壶和水的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，根据p=$\frac{F}{S}$求出热水壶对桌面的压强；
（2）由表格数据可知，当热水壶装最大容量水时水的深度，根据p=ρgh求出水对热水壶底部的压强；
（3）电水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出工作电流；
（4）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量．

解答 解：（1）当热水壶装最大容量水时，由表格数据可知，水的体积V=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
热水壶对桌面的压力：
F=G_总=m_总g=（1.5kg+0.5kg）×10N/kg=20N，
热水壶对桌面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20N}{0.02{m}^{2}}$=1000Pa；
（2）当热水壶装最大容量水时，由表格数据可知，水的深度h=0.20m，
则水对热水壶底部的压强：
p′=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.20m=2000Pa；
（3）由P=UI可得，电热水壶正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
（4）水从20℃加热到70℃需吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（70℃-20℃）=3.15×10⁵J．
答：（1）热水壶对桌面的压强为1000Pa；
（2）水对热水壶底部的压强为2000Pa；
（3）电热水壶正常工作时的电流是4.5A；
（4）水从20℃加热到70℃需吸收多少热量为3.15×10⁵J．

点评 本题考查了学生对密度公式、压强公式、电功率公式、热量公式的掌握和运用，能从热水壶参数表得出相关信息并加以利用是本题的关键；此题涉及到的知识点较多，但是难度并不大，很适合学生的练习，是一道好题．