Question

小明家某電水壺的銘牌信息如圖所示電水壺在標準大氣壓下工作．）電水壺裝滿初溫20℃的水時，在額定電壓下將水燒開用了7min．
求：
①水吸收的熱量是多少？
②電水壺燒水過程中的能量轉化效率是多少？
③農村電網改造前，用電高峰時電壓會下降l0%．求：這時電水壺的實際功率（電阻不隨溫度改變）

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫（在標準大氣壓下，水的沸點為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）從銘牌知道電水壺的功率，利用W=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求電水壺燒水過程中的能量轉化效率；
（3）根據銘牌（額定電壓、額定功率）求出電水壺中的電阻絲的阻值，再求出用電高峰時的實際電壓，利用P= 求電水壺的實際電功率．
解答：解：（1）水吸收的熱量（有用能量）：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
（2）電水壺在額定電壓下，P=P_額=2000W，工作7min消耗電能（總能量）：
W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵J，
電水壺燒水過程中的能量轉化效率：
η===80%；
（3）電水壺中的電阻絲的阻值：
R===24.2Ω，
用電高峰時的實際電壓：
U_實=U_額（1-10%）=220V×=198V，
電水壺的實際功率：
P_實===1620W；
答：①水吸收的熱量是6.72×10⁵J；
②電水壺燒水過程中的能量轉化效率是80%；
③這時電水壺的實際功率為1620W．
點評：本題是一道電學和熱學的綜合計算題，考查了熱量和電功的計算，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，注意用公式W=Pt計算時的單位要配套．