Question

10．如圖是小爍家里使用的電熱水壺及其銘牌，在電熱水壺中裝滿質量為2Kg，初溫為20℃的水，正常工作15min，將水燒開，加熱過程中記錄水溫和對應的時間，繪制圖象如圖所示：
（1）水在0-7.5min內吸收多少熱量？該段內電水壺的效率為多大？
（2）根據(jù)水溫-時間圖象，分析電水壺燒水過程中的效率變化情況（寫出分析過程）
（3）根據(jù)所學知識分析效率發(fā)生上述變化的原因．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溫度-時間圖象讀出水在0-7.5min內溫度的變化，然后由Q_吸=c_水m△t求出水吸收的熱量，再有W=Pt求出電水壺消耗的電能；最后利用η=$\frac{Q}{W}$求出效率；
（2）（3）根據(jù)溫度-時間圖象可知水在7.5min-15min內溫度變化快慢，再利用用η=$\frac{Q}{W}$分析效率的變化．

解答 解：（1）根據(jù)溫度-時間圖象可知，水在0-7.5min內溫度的變化為70℃-20℃=50℃；
水吸收的熱量：Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁵J；
水在0-7.5min內消耗的電能：W=pt=1100W×7.5×60s=4.95×10⁵J；
電水壺的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.95×1{0}^{5}J}$×100%≈84.5%；
（2）（3）根據(jù)溫度-時間圖象可知，水在7.5-15min內溫度的變化緩慢，根據(jù)W=Pt和Q_吸=c_水m△t可知，在消耗電能相同的情況下，水吸收的熱量較少，由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可知，熱水壺的機械效率變�。�
答：（1）水在0-7.5min內吸收的熱量為4.2×10⁵J；電水壺的效率為84.5%；
（2）電水壺燒水過程中的效率逐漸變��；
（3）在消耗電能一定的情況下，水吸收的熱量越來越少，因此熱水壺的效率越來越�。�

點評 本題考查了熱量、電功與效率的計算，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．