Question

18．如圖為電熱水器的簡(jiǎn)易示意圖，通過(guò)開(kāi)關(guān)S可以使熱水器處于加熱或保溫狀態(tài)．小明在熱水器的蓄水桶中裝水至最高水位時(shí)，桶底受到水的壓強(qiáng)是2500Pa；閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，熱水器處于加熱狀態(tài)，桶中質(zhì)量為10kg的水由28℃加熱到98℃時(shí)吸收的熱量為2.94×10⁶J[已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），g取10N/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道裝水至最高水位時(shí)的水深和水的密度，利用液體壓強(qiáng)公式求桶底受到水的壓強(qiáng)；
（2）閉合開(kāi)關(guān)S，對(duì)R₂短路，電路中的電阻最小，根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知此時(shí)電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量最多，據(jù)此分析；
（3）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量．

解答 解：（1）裝水至最高水位時(shí)：水的深度為h=25cm=0.25m，
則桶底受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.25m=2500Pa；
（2）當(dāng)閉合S，電路中只有R₁，電路中的電阻最小，
由于電源電壓U不變，根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知：
在同樣的加熱時(shí)間內(nèi)，此時(shí)產(chǎn)生的熱量最多，所以閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，熱水器處于加熱狀態(tài)；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（98℃-28℃）=2.94×10⁶J．
故答案為：2500；加熱；2.94×10⁶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)的計(jì)算、功率、吸收熱量的計(jì)算，利用公式Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t分析時(shí)，注意控制變量法的使用，是電學(xué)和熱學(xué)的綜合題，屬于難題．