Question

5．一只電熱水壺的銘牌如圖所示，該電熱水壺正常工作時電流為4.5A（計算結(jié)果保留一位小數(shù)），蓮蓮想測量該電熱水壺的燒水效率，她在壺內(nèi)裝滿水，測出水的初始溫度為25℃，接通電源，讓它以額定功率工作，測量出水燒開用時5min50s，則在一個標準大氣壓下，把電熱水壺中的水燒開，水需要吸收3.15×10⁵J的熱量，該電熱水壺的燒水效率為90%；[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）由電熱水壺的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流；
（2）在標準大氣壓下水的沸點是100℃，電熱水壺裝滿水時水的體積和其容積相等，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）已知額定功率和通電時間，根據(jù)公式W=Pt求出消耗的電能，水吸收的熱量與消耗電能的比值就等于電熱水壺的熱效率．

解答 解：（1）由P=UI可得，電熱水壺正常工作時的額定電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.5A；
（2）壺內(nèi)水的體積：
V=1L=1dm³=1×10^-3m³，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
1標準大氣壓下水的沸點是100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-25℃）
=3.15×10⁵J；
（3）由于水壺正常工作，
則水壺的功率P=P_額=1000W，
由P=$\frac{W}{t}$得：
5min50s內(nèi)消耗的電能：
W=Pt=1000W×350s=3.5×10⁵J，
電熱水壺的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{3.5×1{0}^{5}J}$×100%=90%．
故答案為：4.5；3.15×10⁵；90%．

點評 本題考查吸熱公式、電功率公式以及熱效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道正常工作時用電器的功率和額定功率相等．