图甲是饮水机出水口开关的放大图，图乙是结构剖面示意图．（1）请你仔细观察出水口的开关图甲，它可以向下压，也可以向上抬，无论用什么方式打开，它都是一个杠杆；若要用最小

Question

图甲是饮水机出水口开关的放大图，图乙是结构剖面示意图．
（1）请你仔细观察出水口的开关图甲，它可以向下压，也可以向上抬，无论用什么方式打开，它都是一个______杠杆；若要用最小力打开开关，请你在下图中标出支点，并作出动力的示意图以及动力臂；
（2）图乙控水槽中浮体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没时阀门C关闭，A未浸没时C略有下降，桶内水流入控水槽．已知桶内水位高40cm，阀门C横截面积1.0cm²，不计A、C本身质量和大气压强．为使控水槽内保持一定水位，浮体A的最小体积应为多大？
（3）如下表及图丙所示，是该饮水机说明书的一些数据和电路原理图，该饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S₀控制）．若正常工作时，该电热器加热的效率为90%，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？
（C_水=4.2×10³J/kg•℃）

热水箱容量	1L	加热时功率	500W
额定电压	220V	保温时功率	50W

Answer 1

（1）力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，根据力臂的画法作出垂直于O的作用力即可．
（2）40cm的水产生的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4×10³Pa，s=1.0cm²=1.0×10^-4m²，
由p=(F)/(S)可得F=ps=4×10³Pa×1.0×10^-4m²=0.4N，
浮体A受到的浮力F_浮=F=0.4N，
则V_A=V_排=(F浮)/(ρ水g)=(0.4N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.4×10^-4m³=40cm³，
（2）水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
水升温所吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/kg•℃×1kg×（95℃-20℃）=3.15×10⁵J；
热水器放出的热量：
Q_放=(Q吸)/(η)=(3.15×105J)/(90%)=3.5×10⁵J，
∵电流所做的功W=Q_放=Pt
∴加热所用的时间：
t=(W)/(P)=(3.5×105J)/(500W)=700s．
故答案为：（1）省力；见下图：

（2）浮体A的最小体积应为40cm³，
（3）将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要700s．