Question

（2012?香坊區一模）某飲水機銘牌如圖．小東對飲水機的工作情況進行了探究，發現當加熱內膽里的水溫達到90℃時，溫控開關就會自動斷開，停止加熱；當水溫降至60℃時，溫控開關叉會自動閉合重新加熱，每次加熱的時間為t=4min．

額定電壓	220V
加熱功率	600W
容量	1kg
制熱方式	電加熱

（1）飲水機自動加熱一次，水吸收的熱量為多少？
（2）飲水機自動加熱一次，消耗的電能W₀和加熱效率是多少？C_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（3）某日下午放學時，小東忘了關掉飲水機，直到第二天進教室后才發現，為此他感到很愧疚．他知道，雖然飲水機是斷續工作的，但一晚上（T=12小時）也會浪費不少電能．請你幫助他在教室里只利用秒表和上述信息，估測出以下物理量．要求：請簡述估測的方法，并用測量的物理量的字母表示出相應表達式．（不需要代入具體數據計算）
①這一個晚上浪費的電能．    
②這一晚上飲水機工作的平均電功率．

Answer 1

分析：（1）已知水的質量和水溫度的變化，根據Q=cm△t求出飲水機自動加熱一次水吸收的熱量；
（2）根據W=Pt求出求出消耗的電能，然后根據效率公式求出加熱效率；
（3）測出兩次加熱的時間間隔，算出12小時內加熱的次數，求浪費的電能；再根據P=

W

t

求出一晚上飲水機工作的平均電功率．

解答：解：（1）飲水機給水加熱一次，水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（90℃-60℃）℃=1.26×10⁵J；
（2）飲水機給水加熱一次消耗的電能：
W₀=Pt=600W×4×60s=1.44×10⁵J，
飲水機加熱效率：
η=

Q

W0

=

1.26×105J

1.44×105J

=87.5%；
（3）測出相近兩次加熱時間的相隔△T，計算出12小時的加熱次數N=

T

△T

，
①計算出12小時消耗的電能W=NW₀，
②計算出飲水機工作的平均功率P_平=

W0

T

．
答：（1）飲水機自動加熱一次，水吸收的熱量為1.26×10⁵J；
（2）飲水機自動加熱一次，消耗的電能為1.44×10⁵J，加熱效率是87.5%；
（3）①這一個晚上浪費的電能為NW₀；②這一晚上飲水機工作的平均電功率為

W0

T

．

點評：本題考查了電功和熱量的綜合計算，關鍵是會根據題意進行浪費的電能和平均功率的估算，對學生分析問題和解決問題的能力要求較高．