Question

20．在物理綜合實踐活動中，小南在爸爸的協(xié)助下，對家里的電水壺進行了觀察和研究．圖1是電水壺的銘牌，圖2是電能表的表盤，圖3是他記錄的有關數(shù)據(jù)． 根據(jù)表中的記錄，請解答下面的問題：
（1）求通電2min壺中的水吸收的熱量？
（2）求電水壺中發(fā)熱體正常工作時的電阻值？
（3）請你計算此過程中電水壺的實際功率，與額定功率是否相同，若不同，請分析原因．

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，利用密度公式可求得水的質(zhì)量；
已知水的質(zhì)量、初溫和末溫，可用Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；
（2）知道電熱水壺的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出正常工作時的電阻．
（3）由于電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收則可知電熱水壺實際消耗的電能，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出實際功率．從實際電壓等角度分析．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃-30℃）=8.82×10⁴J．
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
電水壺中發(fā)熱體正常工作時的電阻值：R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{800W}$=60.5Ω．
（3）電水壺2min消耗的電能：W=$\frac{30}{1200}$kW•h=$\frac{1}{40}$kW•h=$\frac{1}{40}$×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
實際功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{4}J}{2×60s}$=750W．
因額定功率為800W，故實際功率與額定功率不相同；
原因可能是電水壺工作時的實際電壓小于額定電壓（220V），所以實際功率小于額定功率．
答：（1）通電2min壺中的水吸收的熱量8.82×10⁴J；
（2）電水壺中發(fā)熱體正常工作時的電阻值為60.5Ω；
（3）電水壺的實際功率為750W，與額定功率不相同，原因可能是電水壺工作時的實際電壓小于額定電壓．

點評 本題涉及到熱量、功率、電功、電能表等重要知識點，在電熱結(jié)合的綜合性習題，有一定的難度．計算的已知條件，不是直接給出，而是分布在表格中，從眾多的數(shù)據(jù)中取舍數(shù)據(jù)，這是對數(shù)據(jù)的處理的能力，是中考的熱點．