Question

如圖所示，燒瓶中裝有0.3kg煤油，電阻絲的阻值為10Ω，閉合開關．調節滑動變阻器滑片，當電流表的示數為2A時通電5min，煤油的溫度由20℃升高到30℃．[c_煤油=2.1×10³J/]
求：（1）煤油吸收的熱量；（2）電阻絲加熱煤油的效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道煤油的質量，煤油的比熱容和溫度變化，可利用熱量公式Q_吸=cm（t-t）計算出煤油吸收的熱量．
（2）從圖可知，電阻絲與滑動變阻器串聯，電流表測量的是整個電路中的電流．知道電阻絲的阻值、通過電阻絲的電流和通電時間，可利用公式Q=I²Rt計算出電流通過電阻絲放出的熱量，再利用公式η=計算出電阻絲加熱煤油的效率．
解答：解：
（1）∵c_煤油=2.1×10³J/（kg?℃），m=0.3kg，t=20℃，t=30℃，
∴煤油吸收的熱量為：Q_吸=c_煤油m（t-t）=2.1×10³J/（kg?℃）×0.3kg×（30℃-20℃）=6300J．
（2）∵電阻絲與滑動變阻器串聯，電流表測量的是整個電路中的電流，
∴通過電阻絲的電流為I=2A，
而R=10Ω，t=5min=300s，
∴電流通過電阻絲放出的熱量為：Q=I²Rt=（2A）²×10Ω×300s=1.2×10⁴J，
則電阻絲加熱煤油的效率為：η===52.5%．
答：（1）煤油吸收的熱量為6300J．
（2）電阻絲加熱煤油的效率為52.5%．
點評：本題考查了學生對吸熱公式和焦耳定律公式的掌握和運用，以及對能量利用效率的理解和應用，是一道電學與熱學的綜合應用題，在計算過程中要注意單位的換算．