Question

7．適當進行足浴對身體很有好處，如圖所示是小凱姐姐給奶奶買的家用足浴盆，其功率為1000W，最大容水量是5kg，限定最高溫度是50℃，足浴盆底安裝有四個輪子，與地面的總接觸面積是8cm²．已知水的比熱容是4.2×l0³J/（kg•℃）．
（1）足浴盆裝滿水后對水平地面的壓強多大？
（2）若把最大水量的水從20℃加熱到最高溫度至少需要多長時間？
（3）足浴盆底部安裝有按摩輪，按摩輪工作時是把電能轉化為機械能；請寫出一條足浴盆的設計應用到的其它物理知識連通器．

Answer 1

分析 （1）先根據G=mg求出足浴盆注滿水后的重力，然后根據足浴盆對水平地面的壓力等于重力，最后根據p=$\frac{F}{S}$求出足浴盆注滿水后對水平地面的壓強；
（2）根據Q_吸=cm（t-t₀）即可求出水吸收的熱量；根據Q=W可知發(fā)熱體產生的熱量，利用t=$\frac{W}{P}$求出需要的時間；
（3）電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉動；工作時將電能轉化為機械能；
足浴盆外部的排水管與盆都與大氣直接接觸，且底部連通為連通器．

解答 解：（1）儲水箱注滿水后掛燙機對水平地面的壓力：
F=G_總=m_總g=5kg×10N/kg=50N，
則儲水注滿水后對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{50N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.25×10⁴Pa；
（2）若把最大水量的水從20℃加熱到最高溫度水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（50℃-20℃）=6.3×10⁵J；
由于足浴盆消耗的電能W=Q_吸．
由P=$\frac{W}{t}$得：
加熱時間為t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{1000W}$=630s；
（3）足浴盆底部安裝有按摩輪，按摩輪實質是利用電動機工作的，原理是通電線圈在磁場中受力轉動；工作時將電能轉化為機械能；
足浴盆外部的排水管與盆都與大氣直接接觸，且底部連通的為連通器的應用．
答：（1）足浴盆裝滿水后對水平地面的壓強為6.25×10⁴Pa；
（2）若把最大水量的水從20℃加熱到最高溫度至少需要630s；
（3）電；機械；連通器．

點評 本題考查了壓強和熱量的計算，以及電動機的工作原理等多個物理知識點，考查物理知識在各種機械中的應用．