题目内容
【题目】某款家用蒸汽挂烫衣机(图甲)的工作原理简图如图乙所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S2为旋转开关,实现关、低档、高档的转换.水箱中一部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出,从而熨烫衣服.为了便于移动,它底部装有四个轮子,其一个大轮子与地面的接触面积为3cm2 , 一个小轮子与地面的接触面积为2.5cm2 . 蒸汽挂烫衣机部分参数如表.请解答:
高档发热功率 | 880W |
额定电压 | 220V |
水箱容积 | 2L |
挂烫机净重 | 4kg |
(1)用来制作蒸汽软管的材料应具有什么样的物理特点或性质?请写出两点①②
(2)水箱上满水后如图时蒸汽挂烫衣机对地板的压强.
(3)发热电阻R1的阻值.
(4)在无热损失的情况下,将电热杯内0.25kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少?
【答案】
(1)密度小,质量轻;耐高温,易弯折(耐腐蚀,经久耐用)
(2)解:水箱上满水时,水的重:G水=mg=ρVg=1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=20N,
挂烫机的重力:G机=mg=4kg×10N/kg=40N,
整个挂烫机对地面的压力:F=G总=40N+20N=60N,
根据题意可得受力面积:S=(3cm2+2.5 cm2)×2=1.1×10﹣3m2,
烫衣机对地板的压强:p= = =5.45×104Pa.
答:水箱上满水后如图时蒸汽挂烫衣机对地板的压强为5.45×104Pa.
(3)解:当烫衣机处于高温档时,两电阻并联,又R1=R2,
故P高=P1+P2=2P1,则P1= P高= ×880W=440W,
由P= 可得发热电阻R1的阻值为:
R1= = =110Ω;
答:发热电阻R1的阻值为110Ω.
(4)解:水从20℃加热到100℃吸收的热量为:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×0.25kg×(100℃﹣20℃)=8.4×104J;
由Q=W=Pt得:
t= = = ≈95.5s.
答:在无热损失的情况下,将电热杯内0.25kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是95.5s.
【解析】解:(1)因为利用热的水蒸气工作,所以所用软管需要具有耐高温、柔韧性好、质量小的特点;
【考点精析】认真审题,首先需要了解压强的大小及其计算(压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa)).
【题目】如图(a)所示是HG2004家用蒸汽电熨斗的示意图和铭牌,使用时储水器中的水滴入气室,加热的铁质底板使水迅速汽化变成蒸汽,从底板喷出.
额定电压 | 220V | 功能 | 汽烫、干烫 |
额定频率 | 50Hz | 蒸汽方式 | 滴下式 |
额定功率 | 1000W | 放置方式 | 自立式 |
底板面积 | 160cm2 | 质量 | 1.6kg |
(1)求电熨斗正常工作时的电流.
(2)熨烫前(未加水),电熨斗自然平放在衣服上,求它对衣服的压强.
(3)汽熨前先预热,使底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开.已知底板的质量为1kg,铁的比热容为0.46×103J/(kg.℃),求预热过程底板吸收的热量.
(4)汽熨时,滴汽室的水汽化带走热量,当底板温度降到190℃时,温控开关自动闭合,当加热到220℃时又断开,如此反复,若蒸汽电熨斗按如图(b)所示的程序工作,熨一件衣服用时l0min.求共消耗的电能.