Question

（2012?香坊區(qū)一模）某飲水機(jī)銘牌如圖．小東對(duì)飲水機(jī)的工作情況進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱內(nèi)膽里的水溫達(dá)到90℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)就會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，停止加熱；當(dāng)水溫降至60℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)叉會(huì)自動(dòng)閉合重新加熱，每次加熱的時(shí)間為t=4min．

額定電壓	220V
加熱功率	600W
容量	1kg
制熱方式	電加熱

（1）飲水機(jī)自動(dòng)加熱一次，水吸收的熱量為多少？
（2）飲水機(jī)自動(dòng)加熱一次，消耗的電能W₀和加熱效率是多少？C_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（3）某日下午放學(xué)時(shí)，小東忘了關(guān)掉飲水機(jī)，直到第二天進(jìn)教室后才發(fā)現(xiàn)，為此他感到很愧疚．他知道，雖然飲水機(jī)是斷續(xù)工作的，但一晚上（T=12小時(shí)）也會(huì)浪費(fèi)不少電能．請(qǐng)你幫助他在教室里只利用秒表和上述信息，估測(cè)出以下物理量．要求：請(qǐng)簡(jiǎn)述估測(cè)的方法，并用測(cè)量的物理量的字母表示出相應(yīng)表達(dá)式．（不需要代入具體數(shù)據(jù)計(jì)算）
①這一個(gè)晚上浪費(fèi)的電能．    
②這一晚上飲水機(jī)工作的平均電功率．

Answer 1

分析：（1）已知水的質(zhì)量和水溫度的變化，根據(jù)Q=cm△t求出飲水機(jī)自動(dòng)加熱一次水吸收的熱量；
（2）根據(jù)W=Pt求出求出消耗的電能，然后根據(jù)效率公式求出加熱效率；
（3）測(cè)出兩次加熱的時(shí)間間隔，算出12小時(shí)內(nèi)加熱的次數(shù)，求浪費(fèi)的電能；再根據(jù)P=

W

t

求出一晚上飲水機(jī)工作的平均電功率．

解答：解：（1）飲水機(jī)給水加熱一次，水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（90℃-60℃）℃=1.26×10⁵J；
（2）飲水機(jī)給水加熱一次消耗的電能：
W₀=Pt=600W×4×60s=1.44×10⁵J，
飲水機(jī)加熱效率：
η=

Q

W0

=

1.26×105J

1.44×105J

=87.5%；
（3）測(cè)出相近兩次加熱時(shí)間的相隔△T，計(jì)算出12小時(shí)的加熱次數(shù)N=

T

△T

，
①計(jì)算出12小時(shí)消耗的電能W=NW₀，
②計(jì)算出飲水機(jī)工作的平均功率P_平=

W0

T

．
答：（1）飲水機(jī)自動(dòng)加熱一次，水吸收的熱量為1.26×10⁵J；
（2）飲水機(jī)自動(dòng)加熱一次，消耗的電能為1.44×10⁵J，加熱效率是87.5%；
（3）①這一個(gè)晚上浪費(fèi)的電能為NW₀；②這一晚上飲水機(jī)工作的平均電功率為

W0

T

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功和熱量的綜合計(jì)算，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行浪費(fèi)的電能和平均功率的估算，對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力要求較高．