Question

11．小華購(gòu)買了一個(gè)暖手寶，某次小華測(cè)得暖手寶正常工作時(shí)，袋內(nèi)0.3kg的水由19℃加熱到79℃耗時(shí)3min，若暖手寶的熱效率為70%，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），則：
（1）加熱過(guò)程中水吸收的熱量是多少？
（2）如圖所示為暖手寶的工作電路圖，發(fā)熱體的額定功率是多少？
（3）為了使用更加安全，暖手寶內(nèi)部采用了雙重溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)，這兩個(gè)溫控開(kāi)關(guān)之間應(yīng)如何連接？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的電能，利用P=$\frac{W}{t}$發(fā)熱體的功率即為額定功率；
（3）為了更安全，電熱暖手寶采用雙重溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)，只要有一處溫度過(guò)高就自動(dòng)切斷電路，兩個(gè)開(kāi)關(guān)應(yīng)該是串聯(lián)．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×（79℃-19℃）=7.56×10⁴J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得，消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{70%}$=1.08×10⁵J，
因用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，
所以，暖手寶的額定功率：
P_額=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.08×1{0}^{5}J}{3×60s}$=600W；
（3）因?yàn)殡姛崴�袋里使用雙重溫控開(kāi)關(guān)，也就是說(shuō)只有這兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，電熱袋才可以工作，否則不能工作，因此這兩個(gè)開(kāi)關(guān)是串聯(lián)的．
答：（1）加熱過(guò)程中水吸收的熱量是7.56×10⁴J；
（2）發(fā)熱體的額定功率是600W；
（3）為了使用更加安全，暖手寶內(nèi)部采用了雙重溫控保護(hù)開(kāi)關(guān)，這兩個(gè)溫控開(kāi)關(guān)之間應(yīng)串聯(lián)連接．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，涉及到吸熱公式、效率公式、電功率公式的應(yīng)用以及串并聯(lián)的辨別，便于激發(fā)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣，體現(xiàn)了新課標(biāo)的要求，屬于中考熱點(diǎn)題目．