Question

10．如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示：（取g=10N/kg）

额定电压	220V
额定加热功率	2000W
容量	1.5L
频率	50Hz

（1）若烧开一壶水需要280s的时间，那么这段时间电热水壶消耗的电能是多少焦？
（2）水壶装满水时水深10cm，水对壶底产生的压强是多少？
（3）电热水壶自重0.8kg，外底面积为0.02m²，装满水时电热水壶对底座产生的压强是多大？

Answer 1

分析 （1）由电热水壶铭牌可知，其额定电压是220V，额定功率是2000W，由P=$\frac{W}{t}$可求这段时间电热水壶消耗的电能；
（2）已知水壶装满水时水深10cm，利用p=ρgh可求得水对壶底产生的压强；
（3）已知容量，可求装满水时水的质量，然后可求水的重力，装满水时电热水壶对底座产生的压力等于壶和水的总重力，再利用p=$\frac{F}{S}$可求得对底座产生的压强．

解答 解：（1）正常工作t=280s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，电热水壶消耗的电能W=Pt=2000W×280s=5.6×10⁵J；
（2）水对壶底产生的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa；
（3）已知V_水=1.5L=1.5dm³=1.5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水的重力G_水=m_水g=1.5kg×10N/kg=15N，
壶的重力G_壶=m_壶g=0.8kg×10N/kg=8N，
装满水时电热水壶对底座产生的压力F=G_总=G_壶+G_水=8N+15N=23N，
装满水时电热水壶对底座产生的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{23N}{0.02{m}^{2}}$=1150Pa．
答：（1）这段时间电热水壶消耗的电能是5.6×10⁵J；
（2）水壶装满水时水深10cm，水对壶底产生的压强是1000Pa；
（3）装满水时电热水壶对底座产生的压强是1150Pa．

点评 本题考查了电功的计算、压强的计算、液体压强的计算等，难度不大，读懂电热水壶铭牌即可正确解题．