Question

如圖為電熱水器的簡易示意圖，通過開關S可以使熱水器處于加熱或保溫狀態．小明在熱水器的蓄水桶中裝水至最高水位時，桶底受到水的壓強是______Pa；閉合開關S時，熱水器處于______狀態，此時電能轉化為______能．桶中質量為10kg的水由28℃加熱到98℃時吸收的熱量為______J[已知水的比熱容為4.2×10³J/，g取10N/kg]．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道裝水至最高水位時的水深和水的密度，利用液體壓強公式求桶底受到水的壓強；
（2）閉合開關S，對R₂短路，電路中的電阻最小，根據Q=W=t可知此時電流通過R₁產生的熱量最多，據此分析；
（3）根據電流做功的實質分析；
（4）知道水的質量、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：
h=25cm=0.25m，
桶底受到水的壓強：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.25m=2500Pa；
（2）當閉合S，電路中只有R₁，電路中的電阻最小，
∵Q=W=t，電源電壓U不變，
∴在同樣的加熱時間內，此時產生的熱量最多，處于加熱狀態；
（3）電流通過電阻時做功，消耗電能轉化為內能，產生熱量，供水吸收；
（4）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，內，2.94×10⁶．
點評：本題考查了液體壓強的計算、吸收熱量的計算、電流做功的實質，利用公式 分析時，注意控制變量法的使用，是電學和熱學的綜合題，屬于難題．