Question

5．某太陽能熱水器內裝有60kg初溫為25℃的水，經過一天的太陽照射，水溫升高到75℃，[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）]
求：（1）水吸收的熱量是多少J？
（2）要產生同樣多的熱量，用“220V 2000W”的電熱水器正常工作需要的時間是多少min？
（3）電熱水器正常工作時的電流是多少A？（保留一位小數）

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、水的質量、初溫和末溫，根據吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據題意可知電熱水器產生的熱量與水吸收的熱量相等，根據Q=W=Pt的變形公式t=$\frac{W}{P}$求出電熱水器正常工作的時間．
（3）根據P=UI的變形公式I=$\frac{P}{U}$求出電熱水器正常工作時的電流．

解答 解：（1）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×（75℃-25℃）
=1.26×10⁷J．
（2）由題意可知，電熱水器產生的熱量：
Q_放=Q_吸=2.1×10⁷J，
由Q_放=W=Pt得，電熱水器正常工作的時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{{Q}_{放}}{P}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{2000W}$=6300s=105min．
（3）由P=UI得，電熱水器正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2000W}{220V}$≈9.1A．
答：（1）水吸收的熱量是1.26×10⁷J；
（2）電熱水器正常工作需要的時間是105min；
（3）電熱水器正常工作時的電流是9.1A．

點評 本題考查了學生對吸熱公式和電功率公式的靈活運用，要注意用電器正常工作時的功率和額定功率相等，與生活實際相連，使學生覺得學了物理有用．