Question

小北塘家新買的一臺快速電水壺，這臺電水壺的銘牌如下表．為了測量該電水壺燒水時的實際功率，小北塘用所學知識和父親合作進行了如下實驗：關掉家里所有用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時間是50s．同時觀察到家中“220V 10A（40A）3200imp/”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp．請根據相關信息解答下列問題．
產品型號：SWF18A5T-200
最大容積：1.8L
額定功率：2000W
額定頻率：50Hz
額定電壓：220V～
（1）電水壺中水的質量；
（2）根據電能表指示燈的工作情況求出電水壺燒水時消耗的電能和實際功率；
（3）電水壺加熱的效率
（4）通過比較實際功率與額定功率大小關系，簡要回答造成這種關系的一種可能原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據電水壺的最大容積是1.8L和水的密度，利用密度公式變形即可求出電水壺中水的質量；
（2）根據“觀察到家中“220V  10A（40A） 3200imp/（kw?h）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp”可求出此時電水壺消耗的電能W_總，再利用P=即可求出電水壺燒水時的實際功率；
（3）根據〔C_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕、水的質量、水上升的溫度，利用Q_吸=c_水m△t求出水吸收的熱量，
根據電水壺燒水時水實際得到的熱量除以消耗的電實際可以產生的熱量，即利用η=×100%即可求出電水壺加熱的效率；
（4）根據信息數據可知電水壺的額定功率為2000W，而實際功率為1800W，原因可能是實際電壓過低．
解答：解：（1）由ρ=得
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg；
答：電水壺中水的質量是1.8kg；
（2）W=×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
P===1800W；
答：電水壺燒水時消耗的電能為9×10⁴J，電水壺燒水時的實際功率為1800W．
（3）Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.8kg×（35℃-25℃）=7.56×10⁴J，
η=×100%=×100%=84%；
答：電水壺加熱的效率為84%．
（4）由信息數據可知電水壺的額定功率為2000W，而通過計算可知實際功率為1800W，原因可能是實際電壓小于額定電壓．
點評：此題考查密度公式的應用，電功率的計算，熱量的計算等知識點，涉及到的知識點較多，綜合性強，難易程度適中．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．