Question

16．下表為現(xiàn)在家庭、賓館常用的電水壺的銘牌，某同學(xué)用這種電水壺?zé)�開水，他將水裝至最大容量，測得水的初溫是20℃，通電5min50s，水燒開（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），試通過計(jì)算回答下列問題：
（1）此電水壺正常工作時(shí)的電流；
（2）該電水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻多大？
（3）水從20℃燒開所吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）現(xiàn)測得電源電壓為200V，此電水壺工作的效率．

額定電壓	220V
額定功率	1210W
最大容量	1L

Answer 1

分析 （1）電熱水壺正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（2）知道水壺的容量，利用m=ρV求出水的質(zhì)量，電熱水壺正常工作時(shí)的功率和電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出其電阻；
（3）已知水的在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（4）根據(jù)W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出此時(shí)電水壺工作的效率．

解答 解：（1）電水壺正常工作時(shí)的功率為1210W，電壓為220V，
根據(jù)P=UI可得，此電水壺正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1210W}{220V}$=5.5A；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱水壺的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1210W}$=40Ω；
（3）已知水的體積V=1L=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，則水燒開時(shí)吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J，
（4）電水壺的加熱時(shí)間t=5min50s=5×60s×50s=350s，
消耗的電能：
W=$\frac{{{U}_{實(shí)}}^{2}}{R}$t=$\frac{{（200V）}^{2}}{40Ω}$×350s=3.5×10⁵J，
此時(shí)電水壺工作的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×{10}^{5}J}{3.5×{10}^{5}J}$×100%=96%．
答：（1）此電水壺正常工作時(shí)的電流為5.5A；
（2）該電水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻為40Ω；
（3）水從20℃燒開所吸收的熱量是3.36×10⁵J；
（4）現(xiàn)測得電源電壓為200V，此電水壺工作的效率為96%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到電功率公式和吸熱公式、電功公式、效率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是從表格中得出有用的信息和知道用電器正常工作時(shí)的功率與額定功率相等．