Question

7．适当进行足浴对身体很有好处，如图所示是小凯姐姐给奶奶买的家用足浴盆，其功率为1000W，最大容水量是5kg，限定最高温度是50℃，足浴盆底安装有四个轮子，与地面的总接触面积是8cm²．已知水的比热容是4.2×l0³J/（kg•℃）．
（1）足浴盆装满水后对水平地面的压强多大？
（2）若把最大水量的水从20℃加热到最高温度至少需要多长时间？
（3）足浴盆底部安装有按摩轮，按摩轮工作时是把电能转化为机械能；请写出一条足浴盆的设计应用到的其它物理知识连通器．

Answer 1

分析 （1）先根据G=mg求出足浴盆注满水后的重力，然后根据足浴盆对水平地面的压力等于重力，最后根据p=$\frac{F}{S}$求出足浴盆注满水后对水平地面的压强；
（2）根据Q_吸=cm（t-t₀）即可求出水吸收的热量；根据Q=W可知发热体产生的热量，利用t=$\frac{W}{P}$求出需要的时间；
（3）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；工作时将电能转化为机械能；
足浴盆外部的排水管与盆都与大气直接接触，且底部连通为连通器．

解答 解：（1）储水箱注满水后挂烫机对水平地面的压力：
F=G_总=m_总g=5kg×10N/kg=50N，
则储水注满水后对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{50N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.25×10⁴Pa；
（2）若把最大水量的水从20℃加热到最高温度水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（50℃-20℃）=6.3×10⁵J；
由于足浴盆消耗的电能W=Q_吸．
由P=$\frac{W}{t}$得：
加热时间为t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6.3×1{0}^{5}J}{1000W}$=630s；
（3）足浴盆底部安装有按摩轮，按摩轮实质是利用电动机工作的，原理是通电线圈在磁场中受力转动；工作时将电能转化为机械能；
足浴盆外部的排水管与盆都与大气直接接触，且底部连通的为连通器的应用．
答：（1）足浴盆装满水后对水平地面的压强为6.25×10⁴Pa；
（2）若把最大水量的水从20℃加热到最高温度至少需要630s；
（3）电；机械；连通器．

点评 本题考查了压强和热量的计算，以及电动机的工作原理等多个物理知识点，考查物理知识在各种机械中的应用．