解题思路:(1)根据连通器的原理可知,壶内水位的玻璃管与壶内的水位是相平的,通过观察玻璃管内水位的高低就可判断壶内水位的高低.
(2)已知水的深度,根据公式P=ρgh可求水对水壶底的压强.
(3)已知水壶的容积和水的密度,根据公式m=ρV求出壶内水的质量,再利用公式Q=cm△t可求水烧开时吸收的热量.
(4)在不计热量损失的情况下,水吸收的热量等于消耗的电能,Q=W,水壶的额定功率已知,根据公式t=[W/P]可求电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间.
(1)壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的.
(2)水对壶底的压强:P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa.
答:此时水对水壶底的压强是1.0×103Pa.
(3)装满水时水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg,
烧开水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=4.032×105J.
答:水需要吸收热量4.032×105J.
(4)烧开一满壶水的时间:t=[W/P]=
4.032×105J
1500W≈269s.
答:电水壶正常工作时烧开一满壶水需要269s.
点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;物理量的单位及单位换算;热量的计算;焦耳定律.
考点点评: 本题考查液体压强、质量、热量、时间等的计算以及连通器的原理,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道没有热量损失时吸收的热量等于消耗电能释放的热量,解题过程中还要注意单位的换算.