Question

小明家有一電水壺，鉻牌如表所求，現在他在壺中裝上3L20℃的水，求：

(1)壺中所裝水的質量是多少？

(2)在額定電壓下燒開這些水需要多少分鐘？（假設在1標準大氣壓下元熱的損失）

(3)若在用電高峰期，電熱水壺的實際電壓為額定電壓的90％，則些時該水壺的實際電功率是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）水的質量：

m=ρV=1g/cm³×3000cm³=3000g=3kg；

（2）水吸收的熱量：

Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×80℃=1008000J；

因無熱的損失，

所以W=Q，

額定電壓下燒開這些水需要的時間：

；

（3）用電高峰期時，電熱水壺的實際電壓為U_實=0.9U_額，

（4）電熱水壺的電阻為：

電熱水壺的實際功率：

。

答：（1）壺中所裝水的質量是3kg；

（2）在額定電壓下燒開這些水需要20min；

（3）則此時該水壺的實際電功率是680.4W．

【解析】：（1）水的質量：

m=ρV=1g/cm³×3000cm³=3000g=3kg；

（2）水吸收的熱量：

Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×80℃=1008000J；

因無熱的損失，

所以W=Q，

額定電壓下燒開這些水需要的時間：

；

(3)用電高峰期時，電熱水壺的實際電壓為U_實=0.9U_額，

電熱水壺的電阻為：

電熱水壺的實際功率：

。

答：（1）壺中所裝水的質量是3kg；

（2）在額定電壓下燒開這些水需要20min；

（3）則此時該水壺的實際電功率是680.4W．

思路分析：由公式m=ρV計算出水的質量；由熱量公式Q=cm△t計算吸收的熱量，在1標準大氣壓下無熱的損失，所以電流做的功等于水吸收的熱量，根據W=Pt求出燒水時間；根據銘牌利用求出電水壺的電阻，再求出用電高峰時的實際功率．

試題點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，注意計算時的單位變換要正確．