Question

【題目】有一電熱水器，質(zhì)量為20kg，裝滿水后的總質(zhì)量為70kg，該熱水器額定電壓是220V，內(nèi)部有兩個加熱管，有三檔不同的加熱功率，其中最大額定功率是2000W，如圖是電熱水器安裝的尺寸及其受力示意圖，在豎直方向上熱水器受到掛鉤拉力F2和重力G，在水平方向上熱水器受到膨脹螺釘對它的拉力F1和墻壁對它的支持力F3 ． （g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）該熱水器最多能裝多少立方米的水？
（2）該熱水器裝滿水時，膨脹螺釘?shù)睦�力F1是多大？
（3）若熱水器內(nèi)部兩個加熱管的電阻阻值相同，則每個加熱管的電阻是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：裝滿水水的質(zhì)量：

m水=70kg﹣20kg=50kg，

由ρ= 得水的體積：

V水= = =0.05m3

（2）解：電熱水器的總重：

G=mg=70kg×10N/kg=700N，

因L形掛鉤靜止，以懸掛架下端為支點，把熱水器看成杠桿，則根據(jù)杠桿的平衡條件可得：

F1×280mm=G×200mm，

即：F1×280mm=700N×200mm

解得：

F1=500N

（3）解：最大功率是2000W時，是兩電熱管并聯(lián)使用，

由P= 得總電阻：

R并= = =24.2Ω，

∵R并= R

每一個電熱管的電阻：

R=2R并=2×24.2Ω=48.4Ω

【解析】（1）求出裝滿水水的質(zhì)量，利用V= 求水的體積；（2）知道總質(zhì)量，利用G=mg求電熱水器的總重；以懸掛架下端為支點，電熱水器受到重力、膨脹螺釘?shù)睦�力，知道二力的力臂，利用杠桿平衡條件求膨脹螺釘?shù)睦�力；�?）最大額定功率是指兩電熱管并聯(lián)時的總功率，利用P= 求總電阻，再求每個電熱管的電阻．
【考點精析】本題主要考查了杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用和歐姆定律的變形公式的相關(guān)知識點，需要掌握作關(guān)于杠桿題時的注意事項：（1）必須先找出并確定支點．（2）對力進行分析，從而確定動力和阻力（3）找出動力和阻力的作用線，確定動力臂和阻力臂；公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統(tǒng)一才能正確解答此題．