Question

（2005?金湖縣）電熱水壺是家庭常用的電熱器具．小東同學想通過實驗知識一名銘牌是“220V 1500W”電熱水壺的效率，他在該壺中裝入2.5kg的水后，將其接入家庭電路并正常工作，在燒水過程中他記錄下了不同時刻水的溫度，并繪制出“溫度--時間”圖線，如圖所示．請回答：
（1）在AB、BC、CD三段過程中，水溫上升最快的是哪一段？
（2）從圖中可知水當前的沸點是多少？
（3）該電熱水壺燒開這壺水（即從A到C的過程中）的效率．〔C_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕
（4）為了提高電熱水壺的效率，請你提出一條合理化的建議．

Answer 1

分析：（1）由圖可知圖象表示的是溫度隨時間的變化圖象，故可以根據圖象的傾斜程度可知哪一段水溫上升最快；
（2）當水達到沸點后，溫度就不再發生變化，故由圖可知水的沸點；
（3）由圖可知燒開這壺水所用的時間，則由電功公式可求得消耗的電能；由水的比熱可求得水吸引的熱量，則可求得電熱水壺的效率；
（4）要想提高電熱水壺的效率，應減小熱量的散失，故可以從保溫等方面進行分析．

解答：解：（1）由圖可知，AB段時，圖象的傾斜程度最大，故說明該段上水溫上升最快；
（2）由圖可知，當水溫達到約98℃時，水的溫度不再發生變化，說明水的沸點為98℃；
（3）將水燒開所用的時間為12min；則消耗的電能W=Pt=1500W×12×60s=1.08×10⁶J；
由圖可知，水從20℃升高到98℃；則水吸收的熱量Q=mc△t=2.5kg×4.2×10³J/（kg?℃）×（98℃-20℃）=8.19×10⁵J；
則電熱水壺的效率η=

8.19×105J

1.08×106J

≈75.8%；
（4）要想提高電熱水壺的比熱，應減小熱量的散失，故可以為壺嘴加上蓋子或及時清除水垢；
答：（1）AB段水溫上升最快；（2）水的沸點為98℃；（3）電熱水壺的效率為75.8%；（4）為壺嘴加上蓋子（或及時清除水垢）．

點評：本題考查學生對圖象的認識及電功率及熱量的計算；圖象為物理學中重要的解題方法之一，應重點掌握．