某款家用蒸汽挂烫衣机的工作原理简...

2023年4月22日发(作者：北京最大家具城排名)

14．某款家⽤蒸汽挂烫⾐机（图甲）的⼯作原理简图如图⼄所⽰，R

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、R为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S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3cm，⼀个⼩轮⼦

2

与地⾯的接触⾯积为2.5cm．蒸汽挂烫⾐机部分参数如下表．请解答：

2

⾼档发热功率880W

额定电压220V

⽔箱容积2L

挂烫机净重4.6kg

（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①耐⾼温 ②质量⼩；

（2）⽔箱装满⽔并如图甲放置时蒸汽挂烫⾐机对地板的压强．

（3）发热电阻R的阻值．

1

（4）在没有热量损失的情况下，将电热杯内0.25kg、20℃的⽔加热到100℃所需的最短时间是多少？

[c=4.2×10J/（kg•℃），ρ=1.0×10kg/m

⽔⽔

333

，计算结果保留⼀位⼩数]．

分析 （1）根据使⽤要求和所处环境分析材料的特点或性质；

（2）⽔箱装满⽔时蒸汽挂烫⾐机对地板的压⼒等于⽔的重⼒加上挂烫机的重⼒，已知它底部装有四个轮⼦，其⼀个⼤轮⼦与

地⾯的接触⾯积为3cm，⼀个⼩轮⼦与地⾯的接触⾯积为2.5cm，可求得总⾯积，再利⽤p=$frac{F}{S}$可求得蒸汽挂烫⾐

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机对地板的压强；

（3）当处于⾼温档位时，两个电阻并联，当电阻相等，在电压相等时，功率相等，利⽤⾼档位电功率求出R的功率，最后利

1

⽤R=$frac{{U}^{2}}{P}$求出电阻；

（4）利⽤Q

吸吸

=cm△t求出⽔吸收的热量，结合Q=W与t=$frac{W}{P}$求出时间．

解答 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、质量⼩、柔韧性好等特点；

（2）⽔箱装满⽔时，⽔的重：G

⽔⽔

=mg=ρVg=1×10kg/m×2×10m×10N/kg=20N，

33-33

挂烫机的重⼒：G

机机

=mg=4.6kg×10N/kg=46N，

整个挂烫机对地⾯的压⼒：F=G

总

=46N+20N=66N，

根据题意可得受⼒⾯积：S=（3cm）×2=11cm，

222-32

+2.5 cm=1.1×10m

烫⾐机对地板的压强：p=$frac{F}{S}$=$frac{66N}{1.1×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=6×10

4

Pa；

（3）当处于⾼温档时，总功率最⼤，根据P=$frac{{U}^{2}}{R}$可知，总电阻最⼩，此时两电阻并联；

⼜R，并联电压相等，所以两电阻消耗的功率相等，即P，

1212

=R=P

则⾼温挡的总功率P，

⾼温

=P+P=2P

121

则P

1

=$frac{1}{2}$P=$frac{1}{2}$×880W=440W，

⾼温

由P=$frac{{U}^{2}}{R}$可得发热电阻R的阻值：

1

R=$frac{{U}^{2}}{{P}_{1}}$=$frac{（220V）^{2}}{440W}$=110Ω；

1

（4）电热杯内⽔吸收的热量：

Q=cm△t=4.2×10J/（kg•℃）×0.25kg×（100℃-20℃）=8.4×10J；

吸

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在没有热量损失的情况下，由Q

吸

=W=Pt得加热时间：

t=$frac{W}{P}$=$frac{{Q}_{吸}}{P}$=$frac{8.4×1{0}^{4}J}{880W}$≈95.5s．

答：（1）①耐⾼温；②质量⼩；（ 或密度⼩、弹性好、易弯折、柔韧性好，合理即可）

（2）⽔箱上满⽔后如图时蒸汽挂烫⾐机对地板的压强为6×10

4

Pa．

（3）发热电阻R的阻值为110Ω．

1

（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95.5s．

点评 此题主要考查了⽤电器材料的选择、压⼒和压强的计算、利⽤电功率公式进⾏计算求解电阻和物质吸热以及电功率公式

求时间，应该熟知公式注意单位的统⼀．