Question

2．在探究“家用電器”的綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明與同學(xué)合作，在爸爸的協(xié)助下，以家里的電水壺為觀察、研究對(duì)象，記錄了如表中的有關(guān)數(shù)據(jù)．

觀察對(duì)象	有關(guān)活動(dòng)與相關(guān)記錄
觀察電水壺銘牌	額度電壓：220V；額定功率：800W；容量：2L
觀察電能表銘牌	有關(guān)參數(shù)：220V；10（40）A；50Hz；1200r∕（kW•h）
在電水壺對(duì)水加熱時(shí)觀察電能表	關(guān)閉家里其他用電器，只將電水壺接入電路， 觀察電能表，表盤(pán)在2min內(nèi)轉(zhuǎn)了30r
測(cè)量電水壺中水的溫度	壺中裝水量：1.5kg 通電前溫度：30℃ 通電2min后溫度：44℃

根據(jù)上表中的記錄，請(qǐng)解答下面的問(wèn)題．
（1）求通電2min壺中的水吸收的熱量；[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）求電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值；
（3）求2min內(nèi)電水壺消耗的電能和實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱、初溫、末溫、質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）知道電熱水壺的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出正常工作時(shí)的電阻；
（3）1200r∕kW•h表示電能表每消耗1kW•h電能，電能表表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)1200圈，或表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)1圈消耗$\frac{1}{1200}$kW•h電能，進(jìn)而得出消耗的電能；
知道電熱水壺消耗的電能和通電時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出實(shí)際功率．

解答 解：（1）通電2min壺中的水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃-30℃）
=88200J．
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{800W}$=60.5Ω．
（3）表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)1圈消耗$\frac{1}{1200}$kW•h電能，
表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)30r消耗電能：
W=30×$\frac{1}{1200}$kW•h=0.025kW•h=90000J，
通電時(shí)間t=2min=120s，
則電水壺消耗實(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{90000J}{120s}$=750W．
答：（1）通電2min壺中的水吸收的熱量是88200J；
（2）電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值是60.5Ω；
（3）2min內(nèi)電水壺消耗的電能是90000J；實(shí)際功率是750W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量、電阻、電功和實(shí)際功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活應(yīng)用和電能表參數(shù)含義的理解與掌握，屬于電熱綜合性題目，有一定的難度．