(2013?安陽(yáng)二模)如圖甲所示是一種常見(jiàn)的電熱水袋,圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖,其性能指標(biāo)如下表所示.
額定電壓 額定加熱功率 指示功率 袋內(nèi)充水 自動(dòng)斷電溫度
220V 500W ≤0.2W 1kg 65℃

(1)電熱水袋內(nèi)充的是水,主要是利用了水的
比熱容
比熱容
大的性質(zhì).
(2)由題意可知,紅色指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要
(選填“大”或“小”)得多.
(3)熱水袋中水的初始溫度是15℃時(shí),在額定電壓下加熱10min后,達(dá)到設(shè)定溫度,溫控開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi),指示燈熄滅.求此過(guò)程中水吸收的熱量.[C=4.2×103J/(kg?℃)]
(4)電熱水袋的加熱效率是多少(指示燈耗電忽略不計(jì))?
(5)當(dāng)用電高峰時(shí),若實(shí)際電壓只有200V,該電熱水袋的實(shí)際功率為多少(發(fā)熱體電阻R不變,結(jié)果保留整數(shù))?
分析:(1)對(duì)水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多;
(2)已知指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的額定電壓和額定功率,根據(jù)R=
U2
P
可知兩電阻的大小關(guān)系;
(3)利用表格中的數(shù)據(jù),根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量;
(4)根據(jù)W=Pt求出電流做的總功,利用效率公式求出電熱水袋的加熱效率;
(5)最后根據(jù)P=
U2
R
求出發(fā)熱體的阻值,再求出電壓為200V時(shí)的實(shí)際功率.
解答:解:(1)在質(zhì)量和溫差相同的情況下,水的比熱容大、放出的熱量多,因此用水作取暖劑;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,UL額=UR額,PL <PR,根據(jù)R=
U2
P
可知R>RL,即紅色指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要大得多;
(3)水吸收的熱量:
Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(65℃-15℃)=2.1×105J;
(4)電流做的功:
W=Pt=500W×600s=3×105J,
電熱水袋的加熱效率:
η=
Q
W
×100%=
2.1×105J
3×105J
×100%=70%;
(4)發(fā)熱體的阻值:
R=
U2
PR額
=
(220V)2
500W
=96.8Ω,
實(shí)際電壓為200V時(shí)的功率:
P=
U實(shí)2
R
=
(200V)2
96.8Ω
≈413W.
答:(1)比熱容;
(2)大;
(3)此過(guò)程中水吸收的熱量為2.1×105J;
(4)電熱水袋的加熱效率是70%;
(5)該電熱水袋的實(shí)際功率約為413W.
點(diǎn)評(píng):本題由電熱水袋入手考查相關(guān)的物理知識(shí),熟練應(yīng)用電功率公式、吸熱公式、電功公式和效率公式是關(guān)鍵,同時(shí)要注意從表格中得出相關(guān)的信息.
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靠近
靠近
(選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)凸透鏡,讓光屏
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