如圖是劉寧家使用的電熱水壺及其銘牌.通過上網(wǎng)查詢,他了解到市場上電熱水壺的質(zhì)量參差不齊,安全隱患凸現(xiàn),存在的主要問題:一是有的企業(yè)為了給消費者形成產(chǎn)品省電的印象,將產(chǎn)品的額定功率在銘牌上故意標(biāo)低;二是電熱水壺使用的電源連接線不符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn).學(xué)習(xí)了電學(xué)和熱學(xué)相關(guān)知識后,劉寧在家里做了以下測量:在電熱水壺中裝滿20℃的水,正常工作200s,水溫升高到70℃.請你計算此過程中
(1)水需要吸收多少熱量?
(2)小明分析:水吸收的熱量是由消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能得到的,由此可以計算出電水壺正常工作時的電功率.請你將以上分析和解題過程寫出來.
(3)以上過程計算出的電水壺功率是否與銘牌中的標(biāo)識相符,請作簡要的分析說明.
(4)電流在通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體要發(fā)熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),即電流的熱效應(yīng).英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過長期實驗研究后提出:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比,表達(dá)式是Q=I2Rt.這就是著名的焦耳定律按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),電熱水壺使用的電源連接線不能過長,橫截面積不能過。埥Y(jié)合焦耳定律解釋這樣規(guī)定的原因.
分析:(1)已知水的質(zhì)量、比熱和初溫度、末溫度,利用公式Q=cm(t-t0)得到水吸收的熱量;
(2)已知產(chǎn)生的熱量和加熱時間,利用P=
Q
t
得到電功率;
(3)將計算得到的電功率與額定功率進行比較就能確定兩者是否相符;兩者的差異可以從能量轉(zhuǎn)化過程中存在損失考慮;
(4)由焦耳定律知,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比,電源連接線與電熱絲串聯(lián),電流通過時產(chǎn)生的熱量與電阻成正比;如果電源連接線過長,橫截面積過小,電阻就會增大,產(chǎn)生的熱量增加,容易發(fā)熱造成火災(zāi).
解答:解:
(1)水吸收的熱量
Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg?℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×105 J;              
(2)電熱壺消耗的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,有W=Q=2.1×105 J              
電熱壺的功率為P=
W
t
=
2.1×105J
200s
=1050W                               
(3)小明計算出的電水壺額定功率小于銘牌中的標(biāo)識的額定功率,不相符;   
分析:使用電水壺水正常加熱的過程中,消耗的電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能大部分被水吸收,還有部分被壺體吸收和向外散失,即水吸收的熱量小于消耗的電能,因此計算出的電水壺功率偏。
(4)電熱水壺是功率較大的用電器,工作時提供連接線的電流很大;如果連接線太長或橫截面積很小,則連接線的電阻就較大,在時間一定時,通過連接線的電流產(chǎn)生的熱量就很多,容易引起火災(zāi).
答:
(1)水吸收的熱量為2.1×105 J; 
(2)電熱壺的功率為1050W;
(3)小明計算出的電水壺額定功率小于銘牌中的標(biāo)識的額定功率,不相符;   
(4)如果連接線太長或橫截面積很小,則連接線的電阻就較大,在時間一定時,通過連接線的電流產(chǎn)生的熱量就很多,容易引起火災(zāi).
點評:電熱水壺在工作過程中,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,轉(zhuǎn)化效率不可能是100%,同時得到的內(nèi)能也不能被水完全吸收,所以水吸收的熱量比消耗的電能要少很多.
練習(xí)冊系列答案
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(2)小明分析:水吸收的熱量是由消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能得到的,由此可以計算出電水壺正常工作時的電功率.請你將以上分析和解題過程寫出來.
(3)以上過程計算出的電水壺功率是否與銘牌中的標(biāo)識相符,請作簡要的分析說明.
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(1)水需要吸收多少熱量?
(2)小明分析:水吸收的熱量是由消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能得到的,由此可以計算出電水壺正常工作時的電功率.請你將以上分析和解題過程寫出來.
(3)以上過程計算出的電水壺功率是否與銘牌中的標(biāo)識相符,請作簡要的分析說明.
(4)電流在通過導(dǎo)體時,導(dǎo)體要發(fā)熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),即電流的熱效應(yīng).英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過長期實驗研究后提出:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比,表達(dá)式是Q=I2Rt.這就是著名的焦耳定律按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),電熱水壺使用的電源連接線不能過長,橫截面積不能過。埥Y(jié)合焦耳定律解釋這樣規(guī)定的原因.

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