Question

【題目】某款家用蒸汽掛燙衣機（圖甲）的工作原理簡圖如圖乙所示，R1、R2為阻值相同的發熱電阻，1、2、3、4為觸點，S2為旋轉開關，實現關、低檔、高檔的轉換．水箱中一部分水通過進水閥門進入電熱杯加熱至沸騰，產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，它底部裝有四個輪子，其一個大輪子與地面的接觸面積為3cm2 ， 一個小輪子與地面的接觸面積為2.5cm2 ． 蒸汽掛燙衣機部分參數如表．請解答：

高檔發熱功率	880W
額定電壓	220V
水箱容積	2L
掛燙機凈重	4kg

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

Answer 1

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

掛燙機的重力：G機=mg=4kg×10N/kg=40N，

整個掛燙機對地面的壓力：F=G總=40N+20N=60N，

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

燙衣機對地板的壓強：p= = =5.45×104Pa．

答：水箱上滿水后如圖時蒸汽掛燙衣機對地板的壓強為5.45×104Pa．

（3）解：當燙衣機處于高溫檔時，兩電阻并聯，又R1=R2，

故P高=P1+P2=2P1，則P1= P高= ×880W=440W，

由P= 可得發熱電阻R1的阻值為：

R1= = =110Ω；

答：發熱電阻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0.25kg、20℃的水加熱到100℃需要的最短時間是95.5s．

【解析】解：（1）因為利用熱的水蒸氣工作，所以所用軟管需要具有耐高溫、柔韌性好、質量小的特點；
【考點精析】認真審題，首先需要了解壓強的大小及其計算(壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F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大約為20Pa）)．