Question

7．有一電熱水壺，銘牌如下表所示．求：
（1）該電熱水壺正常工作100s消耗了多少電能？
（2）將質(zhì)量為1kg、溫度為20℃的水加熱到100℃，水吸收了多少熱量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（3）如在200V電壓下，將（2）中的水燒開用了7min，求這個電熱壺?zé)�水的熱效率是多少�?

Answer 1

分析 （1）電熱水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出正常工作100s消耗的電能；
（2）知道水的質(zhì)量和溫度的變化以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱水壺的電阻，根據(jù)W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出在200V電壓下7min消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱壺?zé)�水的熱效率�?/p>

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，電熱水壺正常工作100s消耗的電能：
W=Pt=1100W×100s=1.1×10⁵J；
（2）水吸收的熱量
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁵J；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱壺的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω，
在200V電壓下，7min消耗的電能：
W′=$\frac{{{U}_{實}}^{2}}{R}$t=$\frac{（200V）^{2}}{44Ω}$×7×60s=$\frac{4.2×1{0}^{6}}{11}$J，
電熱壺?zé)�水的熱效率�?br />η=$\frac{{Q}_{吸}}{W′}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{\frac{4.2×1{0}^{6}}{11}J}$×100%=88%．
答：（1）該電熱水壺正常工作100s消耗了1.1×10⁵J的電能；
（2）將質(zhì)量為1kg、溫度為20℃的水加熱到100℃，水吸收了3.36×10⁵J的熱量；
（3）如在200V電壓下，將（2）中的水燒開用了7min，則這個電熱壺?zé)�水的熱效率�?8%．

點評 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，涉及到熱量和電功的計算，與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，注意用公式W=Pt計算時的單位要配套．