Question

如圖甲所示是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其性能指標(biāo)如下表所示．
（1）由表格可知，發(fā)熱體R的電阻要比紅色指示燈L的電阻

小

（選“大”或“小”）得多；
（2）為了使用電熱水袋更加安全，有的電熱水袋里使用雙重溫控開關(guān)保護(hù)，也就是把兩個(gè)溫控開關(guān)

串聯(lián)

（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）起來(lái)使用；
（3）當(dāng)熱水袋原來(lái)的溫度是15℃時(shí)，在額定電壓下加熱8min指示燈就熄滅了，則此過程中水吸收的熱量是

2.1×10⁵

J，電熱水袋的發(fā)熱效率為

87.5

%．

額定電壓	220V	袋內(nèi)裝水	1L
額定熱功率	500W	自動(dòng)斷電溫度	65℃
指示功率	≤0.2W

Answer 1

分析：（1）已知指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=

U2

P

可知兩電阻的大小關(guān)系；
（2）兩開關(guān)串聯(lián)時(shí)，相互影響，必須都閉合電路才能工作，并聯(lián)時(shí)，互不影響，閉合任何一個(gè)都能使電路工作；
（3）根據(jù)密度公式求出袋內(nèi)水的質(zhì)量，根據(jù)熱量的計(jì)算公式Q=cm△t計(jì)算出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt計(jì)算出消耗的電能，根據(jù)η=

Q吸

W

×100%就可以求出電熱水袋的發(fā)熱效率．

解答：解：（1）由電路圖可知，指示燈和發(fā)熱體并聯(lián)，兩端的電壓相等，
由表格數(shù)據(jù)可知，指示功率遠(yuǎn)小于額定熱功率
根據(jù)P=

U2

R

可知，發(fā)熱體R的電阻要比紅色指示燈L的電阻小得多；
（2）因?yàn)殡姛崴�袋里使用雙重溫控開關(guān)，也就是說(shuō)只有這兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，電熱袋才可以工作，因此這兩個(gè)開關(guān)是串聯(lián)的；
（3）根據(jù)ρ=

m

V

可得，熱水袋中的水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
溫度從15℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J．
消耗的電能：
W=Pt=500W×8×60s=2.4×10⁵J，
則該電熱水袋的發(fā)熱效率：
η=

Q吸

W

×100%=

2.1×105J

2.4×105J

×100%=87.5%．
故答案為：
（1）小；
（2）串聯(lián)；
（3）2.1×10⁵；87.5．

點(diǎn)評(píng)：本題由電熱水袋入手考查相關(guān)的物理知識(shí)，熟練應(yīng)用電功率公式、吸熱公式、電功公式和效率公式是關(guān)鍵，同時(shí)要注意從表格中得出相關(guān)的信息．