Question

14．在一次課外活動中，小華同學對家里的電水壺（如圖甲）進行了相關(guān)的觀察和研究，如圖乙所示是電水壺銘牌，為了測量它燒水時的實際功率，小華進行了如下實驗：關(guān)掉家里所有用電器，將0.5kg溫度為20℃的水裝入該電水壺，只將電水壺接入家庭電路中，測得電水壺中的水從20℃上升到100℃所用的時間是4min，同時觀察到家中電能表，如圖丙所示，轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)正好為90轉(zhuǎn)（r）．已知水的比熱容[c=4.2×10³J/（kg•℃）]．

請根據(jù)相關(guān)信息，求：
（1）電水壺中水吸收的熱量；
（2）電水壺燒水的實際功率；
（3）電水壺在該工作過程中的效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q_吸=cm△t即可求出水吸收的熱量；
（2）先根據(jù)電表信息可以求解消耗的電能，然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$即可求出電水壺燒水的實際功率；
（3）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$即可求出電水壺加熱的效率．

解答 解：（1）水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（2）消耗的電能W=$\frac{90}{1500}$kW•h=0.06kW•h=2.16×10⁵J；
電水壺燒水的實際功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.06kW•h}{\frac{4}{60}h}$=0.9kW=900W；
（3）電水壺加熱的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{5}J}{2.16×1{0}^{5}J}$×100%≈77.8%．
答：（1）電水壺中水吸收的熱量為1.68×10⁵J；
（2）電水壺燒水的實際功率為900W；
（3）電熱水壺加熱的效率為77.8%．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，注意計算時的單位變換要正確．