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.

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=cm△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=cm△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=cm△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.

練習冊系列答案
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A.液體對容器底部的壓強為ρ0gh0
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