Question

如图为电热水器的简易示意图，通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态．小明在热水器的蓄水桶中装水至最高水位时，桶底受到水的压强是

2500

Pa；闭合开关S时，热水器处于

加热

状态，此时电能转化为

内

能．桶中质量为10kg的水由28℃加热到98℃时吸收的热量为

2.94×10⁶

J[已知水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃），g取10N/kg]．

Answer 1

分析：（1）知道装水至最高水位时的水深和水的密度，利用液体压强公式求桶底受到水的压强；
（2）闭合开关S，对R₂短路，电路中的电阻最小，根据Q=W=

U2

R

t可知此时电流通过R₁产生的热量最多，据此分析；
（3）根据电流做功的实质分析；
（4）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量．

解答：解：（1）装水至最高水位时：
h=25cm=0.25m，
桶底受到水的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.25m=2500Pa；
（2）当闭合S，电路中只有R₁，电路中的电阻最小，
∵Q=W=

U2

R

t，电源电压U不变，
∴在同样的加热时间内，此时产生的热量最多，处于加热状态；
（3）电流通过电阻时做功，消耗电能转化为内能，产生热量，供水吸收；
（4）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（98℃-28℃）=2.94×10⁶J．
故答案为：2500，加热，内，2.94×10⁶．

点评：本题考查了液体压强的计算、吸收热量的计算、电流做功的实质，利用公式 P=

U2

R

分析时，注意控制变量法的使用，是电学和热学的综合题，属于难题．