Question

20．如圖是家庭常用的電熱水壺．
（1）結(jié)合你對電熱水壺的了解，就電熱水壺的結(jié)構(gòu)和使用過程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，提出一個與物理有關(guān)的問題，并給出解答．
示例：問題：用電熱水壺?zé)�水時(shí)，壺嘴為什么冒白氣？
答：是水蒸氣從壺嘴冒出后，遇冷液化形成的小水珠的緣故．
問題：電熱水壺的提手為什么用膠木的？
答：因?yàn)槟z木是絕緣體和熱的不良導(dǎo)體．
（2）暑假里的一天，李紅去商店購買電熱水壺，售貨員給她了一份推銷電熱水壺的宣傳廣告，其內(nèi)容如下：

額定電壓	220V
額定功率	1000W
容積	2L
超溫保護(hù)器	熔斷溫度110℃

請你根據(jù)上面提供的信息，計(jì)算：
A、電熱水壺正常工作的電阻是多少？
B、電熱水壺正常工作3分鐘消耗多少電能？
C、假如本地夏季自然界中水的溫度是20℃．若將一壺水燒開需要吸收多少熱量？（氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，C_水=4.2×10³J/（kg•^oC）
D、根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，請你對上述宣傳廣告中“電熱水壺的優(yōu)點(diǎn)”有關(guān)內(nèi)容作出評價(jià)．

Answer 1

分析 （1）認(rèn)真分析電壺的各部分結(jié)構(gòu)，由電壺的結(jié)構(gòu)聯(lián)系所的物理規(guī)律設(shè)置問題及答案；
（2）A、由電水壺的銘牌信息，可知額定功率及額定電壓，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電水壺正常工作時(shí)的電阻；
B、根據(jù)W=Pt求出電熱水壺正常工作3分鐘消耗的電能；
C、由銘牌信息可知一壺水中水的體積，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，又知道初溫和水的比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
D、比較加熱水所需能量及3min內(nèi)電水壺消耗的能量，可知廣告的真?zhèn)危?/p>

解答 解：（1）可以從以下角度進(jìn)行分析：
①用電熱水壺?zé)�水為什么不能灌的太滿？因?yàn)樗疅崦浝淇s，水受熱膨脹溢出有危險(xiǎn)．
②電熱水壺的提手為什么用膠木的？因?yàn)槟z木是絕緣體和熱的不良導(dǎo)體．
③電源插頭處為什么用較好的絕緣材料？防止漏電等．
（2）A、由電熱水壺的銘牌可知，電熱水壺的額定功率P=1000W，額定電壓U=220V，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱水壺正常工作時(shí)的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω；
B、由P=$\frac{W}{t}$可得，電熱水壺正常工作3分鐘消耗的電能：
W=Pt=1000W×3×60s=1.8×10⁵J；
C、一壺水中水的體積：
V=2L=2dm³=0.002m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，則將一壺水燒開需要吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J；
D、電熱水壺3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=W=1.8×10⁵J，
該熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燒開一壺水所用的熱量6.72×10⁵J，
所以3分鐘不可能將水燒開，此宣傳廣告不可信．
答：（1）電熱水壺的提手為什么用膠木的？因?yàn)槟z木是絕緣體和熱的不良導(dǎo)體．
（2）A、電熱水壺正常工作的電阻是48.4Ω；
B、電熱水壺正常工作3分鐘消耗1.8×10⁵J的電能；
C、將一壺水燒開需要吸收6.72×10⁵J的熱量；
D、電熱水壺3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量小于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燒開一壺水所用的熱量，所以3分鐘不可能將水燒開，此宣傳廣告不可信．

點(diǎn)評 本題考查物理知識在生活中的應(yīng)用，在生活中要做有心人，將身邊的用品所用到的物理知識要多做分析．