Question

【題目】某款家用蒸汽掛燙衣機(jī)（圖甲）的工作原理簡圖如圖乙所示，R1、R2為阻值相同的發(fā)熱電阻，1、2、3、4為觸點(diǎn)，S2為旋轉(zhuǎn)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)關(guān)、低檔、高檔的轉(zhuǎn)換．水箱中一部分水通過進(jìn)水閥門進(jìn)入電熱杯加熱至沸騰，產(chǎn)生的水蒸氣通過蒸汽軟管從蒸汽噴頭噴出，從而熨燙衣服．為了便于移動，它底部裝有四個(gè)輪子，其一個(gè)大輪子與地面的接觸面積為3cm2 ， 一個(gè)小輪子與地面的接觸面積為2.5cm2 ． 蒸汽掛燙衣機(jī)部分參數(shù)如表．請解答：

高檔發(fā)熱功率	880W
額定電壓	220V
水箱容積	2L
掛燙機(jī)凈重	4kg

（1）用來制作蒸汽軟管的材料應(yīng)具有什么樣的物理特點(diǎn)或性質(zhì)？請寫出兩點(diǎn)①②
（2）水箱上滿水后如圖時(shí)蒸汽掛燙衣機(jī)對地板的壓強(qiáng)．
（3）發(fā)熱電阻R1的阻值．
（4）在無熱損失的情況下，將電熱杯內(nèi)0.25kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時(shí)間是多少？

Answer 1

【答案】
（1）密度小，質(zhì)量輕；耐高溫，易彎折（耐腐蝕，經(jīng)久耐用）
（2）解：水箱上滿水時(shí)，水的重：G水=mg=ρVg=1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=20N，

掛燙機(jī)的重力：G機(jī)=mg=4kg×10N/kg=40N，

整個(gè)掛燙機(jī)對地面的壓力：F=G總=40N+20N=60N，

根據(jù)題意可得受力面積：S=（3cm2+2.5 cm2）×2=1.1×10﹣3m2，

燙衣機(jī)對地板的壓強(qiáng)：p= = =5.45×104Pa．

答：水箱上滿水后如圖時(shí)蒸汽掛燙衣機(jī)對地板的壓強(qiáng)為5.45×104Pa．

（3）解：當(dāng)燙衣機(jī)處于高溫檔時(shí)，兩電阻并聯(lián)，又R1=R2，

故P高=P1+P2=2P1，則P1= P高= ×880W=440W，

由P= 可得發(fā)熱電阻R1的阻值為：

R1= = =110Ω；

答：發(fā)熱電阻R1的阻值為110Ω．

（4）解：水從20℃加熱到100℃吸收的熱量為：

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

由Q=W=Pt得：

t= = = ≈95.5s．

答：在無熱損失的情況下，將電熱杯內(nèi)0.25kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時(shí)間是95.5s．

【解析】解：（1）因?yàn)槔�用熱的水蒸氣工作，所以所用軟管需要具有耐高溫、柔韌性好、質(zhì)量小的特點(diǎn)；
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算(壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）)．