Question

有一電熱水器，質量為20kg，裝滿水后的總質量為70kg，該熱水器額定電壓是220V，內部有兩個加熱管，有三檔不同的加熱功率，其中最大額定功率是2000W，如圖是電熱水器安裝的尺寸及其受力示意圖，在豎直方向上熱水器受到掛鉤拉力F₂和重力G，在水平方向上熱水器受到膨脹螺釘對它的拉力F₁和墻壁對它的支持力F₃．（g取10N/kg，ρ_水=1.0×103kg/m3）

（1）該熱水器最多能裝多少立方米的水？
（2）該熱水器裝滿水時，膨脹螺釘的拉力F₁是多大？
（3）若熱水器內部兩個加熱管的電阻阻值相同，則每個加熱管的電阻是多少？

Answer 1

（1）0.05m³  （2）500N  （3）48.4Ω

試題分析：（1）熱水器裝滿水，水的質量為50kg，水的體積。
（2）以O為支點，掛鉤拉力F₂和墻壁對它的支持力F₃，因為力的作用線過支點，所以它們對應的力臂為0。裝滿水后熱水器的總重力，
根據杠桿平衡條件，膨脹螺釘的拉力。
（3）若熱水器內部兩個加熱管的電阻阻值相同，根據，將兩個電阻串聯，電路的功率最小，將一個電阻單獨接入電路，電路的功率較大，將兩個電阻并聯接入電路，電路的功率最大，為2000W。單個電阻的功率為1000W。電阻的阻值。