Question

10．在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小南在爸爸的協(xié)助下，對(duì)家里的電水壺進(jìn)行觀察和研究．表1是電水壺的銘牌，如圖是電能表的表盤(pán)，表2是他記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)．
表1

××牌電水壺
額定電壓	220V
額定功率	800W
容量	1.5L

表2

觀察記錄1	只將電水壺接入電路，電能表在2min內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)了30轉(zhuǎn)
觀察記錄2	在壺中裝滿水，通電前水溫：30℃，通電2min后：44℃

根據(jù)上表中的記錄，請(qǐng)解答下面的問(wèn)題．
（1）求通電2min壺中的水吸收的熱量；
（2）求電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值；
（3）請(qǐng)你計(jì)算此過(guò)程中電水壺的實(shí)際功率，與額定功率是否相同，若不同，請(qǐng)分析原因．

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，利用密度公式可求得水的質(zhì)量；
已知水的質(zhì)量、初溫和末溫，可用Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算水吸收的熱量；
（2）知道電熱水壺的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出正常工作時(shí)的電阻．
（3）由于電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收則可知電熱水壺實(shí)際消耗的電能，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出實(shí)際功率．從實(shí)際電壓等角度分析．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（44℃-30℃）=8.82×10⁴J．
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值：R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{800W}$=60.5Ω．
（3）電水壺2min消耗的電能：W=$\frac{30}{1200}$kW•h=$\frac{1}{40}$kW•h=$\frac{1}{40}$×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
實(shí)際功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{4}J}{2×60s}$=750W．
因額定功率為800W，故實(shí)際功率與額定功率不相同；
原因可能是電水壺工作時(shí)的實(shí)際電壓小于額定電壓（220V），所以實(shí)際功率小于額定功率．
答：（1）通電2min壺中的水吸收的熱量8.82×10⁴J；
（2）電水壺中發(fā)熱體正常工作時(shí)的電阻值為60.5Ω；
（3）電水壺的實(shí)際功率為750W，與額定功率不相同，原因可能是電水壺工作時(shí)的實(shí)際電壓小于額定電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到熱量、功率、電功、電能表等重要知識(shí)點(diǎn)，在電熱結(jié)合的綜合性習(xí)題，有一定的難度．計(jì)算的已知條件，不是直接給出，而是分布在表格中，從眾多的數(shù)據(jù)中取舍數(shù)據(jù)，這是對(duì)數(shù)據(jù)的處理的能力，是中考的熱點(diǎn)．