如图甲是卫生间一种智能抽水马桶的示意图．马桶有冲水和加热功能．其工作原理如图乙：当水管阀门打开，水从出水管流出，水箱中的水减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而

Question

如图甲是卫生间一种智能抽水马桶的示意图．马桶有冲水和加热功能．其工作原理如图乙：当水管阀门打开，水从出水管流出，水箱中的水减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过排水管进入水箱；当出水管阀门关闭，随着不断进水，水箱中的水位不断上升，空心铜球随着向上运动，当金属杆处于水平位置时，把进水管阀门堵严，不再进水．如下表为这种马桶的相关参数：

项目	内容
电源规格	220V  50Hz
适用水压	0.2-0.7Mpa
水箱容积	1.8L
加热功率	600W
冲洗方式	喷射虹吸式

（1）某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m，若要该户居民家里的马桶能正常工作，则配水房提供的水压应不低于Pa？
（2）如果进水管的阀门的受力面积是24cm²，设计能承担的压强是5×10⁴Pa（超过该压强，阀门就可以关严，不再进水），金属杆AB能绕O点转动，其质量及形变可忽略不计，AB长216mm，AO长24mm，空心铜球质量为70g，重力和浮力可以认为作用在其几何中心．请计算出铜球的体积至少是多少？（g取10N/kg）
（3）马桶中的加热器在280s将满水箱水从10℃加热到30℃，则该马桶的加热效率是多少？（C_水=4.2×10³J/（kg•℃）

Answer 1

（1）配水房需要提供的最小水压：p最小=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa；（2）进水阀门受到的压力：由p=FS可得，F1=pS=5×105Pa×24×10-6m2=12N，根据杠杆平衡条件：F1•OA=F2•OB，F2=F1•OAOB=12N×24...