Question

下圖是家庭常用的電熱水壺．
（1）結合你對電熱水壺的了解，就電熱水壺的結構和使用過程中出現的一些現象，提出一個與物理有關的問題，并給出簡要回答．
示例：問題：用電熱水壺燒水時，壺嘴為什么冒白汽？
答：是水蒸氣從壺嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的緣故．
問題：

 

．
答：

 

．
（2）暑假里的一天，李紅去商店購買電熱水壺，售貨員給他了一份推銷××牌電熱水壺的宣傳廣告，其內容如下：

請你根據上面提供的信息，計算：
①電熱水壺正常工作時的電阻是多少？
②電熱水壺正常工作3分鐘消耗多少電能？
③請你估計本地夏季自然界中水的溫度為

 

℃，根據你的估計值，若將一壺水燒開需要吸收多少熱量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃），氣壓為1標準大氣壓]
④根據上述計算結果，請你對上述宣傳廣告中“電熱水壺的優點”有關內容作出評價．并給消費者提一條有益的建議．

Answer 1

分析：（1）認真分析電壺的各部分結構，由電壺的結構聯系所的物理規律設置問題及答案；
（2）①由電水壺的銘牌信息，可知額定功率及額定電壓，由功率公式可求得電水壺的電阻；
②由電功公式可求得電水壺在3min內消耗的電能．
③夏天水溫約為10～35℃，可以估計任意值，但應考慮計算簡單化；由水的比熱可求得水熱開所需要的熱量；
④比較加熱水所需能量及3min內電水壺消耗的能量，可知廣告的真偽，從而提出合理建議．

解答：解：（1）可以從以下角度進行分析：
①用電熱水壺燒水為什么不能灌的太滿？因為水熱脹冷縮，水受熱膨脹溢出有危險．
②電熱水壺的提手為什么用膠木的？因為膠木是絕緣體和熱的不良導體．
③電源插頭處為什么用較好的絕緣材料？防止漏電等．合理即可．
（2）①電熱水壺的額定功率P=1000W，額定電壓U=220V由P=

U2

R

得：
電熱水壺的電阻：R=

U2

P

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω．
②電熱水壺工作3min消耗的電能：W=Pt=1000W×3×60s=1.8×10⁵J；
③估計的水溫只要在10℃～35℃之間皆可；
一壺水的體積V=2L=2.0×10^-3m³，水的密度ρ=1.0×10³Kg∕m³；
一壺水的質量m=ρV=1.0×10³Kg∕m³×2.0×10^-3m³=2Kg；
若估計的水溫按20℃，用這種電熱水壺燒開一壺水需要吸收的熱量為：
Q=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×2Kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（水的初溫取值范圍：10℃～35℃，吸收的熱量范圍：（7.56～5.46）×10⁵J均為正確）
④電熱水壺3min內產生的熱量Q=W=1.8×10⁵J，該熱量遠遠小于燒開一壺水所用的熱量（或電熱水壺3分鐘消耗的電能遠小于燒開一壺水需要的熱量），所以3分鐘不可能將水燒開，此宣傳廣告不可信．
請消費者慎對宣傳廣告，購買前要科學分析、充分了解后再買．答案合理即可．
答：①電熱水壺的電阻為48.4Ω；
②電熱水壺3min內消耗的電能為1.8×10⁵J；
③20（10～35℃之間均可），將水燒開所吸收的熱量為6.72×10⁵J；
④請消費者慎對宣傳廣告，購買前要科學分析、充分了解后再買．

點評：本題考查物理知識在生活中的應用，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．