Question

（2003?福州）家庭中常用電熱水壺?zé)�水，它具有方便、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)．下表是小紅同學(xué)收集到的燒開(kāi)一壺水的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)按要求作答．（設(shè)電阻值不變、計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后面兩位）
（1）燒開(kāi)這壺水至少需吸收多少熱量？
（2）用所學(xué)知識(shí)計(jì)算出與本題相關(guān)的三個(gè)電學(xué)方面的物理量．要求寫(xiě)出簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明、計(jì)算過(guò)程和結(jié)果．
（3）小紅同學(xué)通過(guò)計(jì)算、分析發(fā)現(xiàn)，燒開(kāi)一壺水實(shí)際加熱時(shí)間大于理論計(jì)算時(shí)間．你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？請(qǐng)簡(jiǎn)要分析．

水的質(zhì)量m/kg	0.5	電熱水壺銘牌	額定電壓U/V	220
水的初溫t0/℃	20		額定功率P/W	440
水的比熱容c/[J/（ks?℃）]	4.2×103	實(shí)際電壓U/V		200
大氣壓值	一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓	實(shí)際加熱時(shí)間t/min		9

Answer 1

分析：（1）已知水的質(zhì)量與初溫，由熱量公式可以求出把水燒開(kāi)水所吸收的熱量．、
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求出電熱水壺的額定電壓、額定功率、實(shí)際電壓，應(yīng)用電功率公式及其變形公式可以求出電熱水正常工作時(shí)的電流、電阻、實(shí)際功率．
（3）從熱量散失的情況分析答題．

解答：解：（1）在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，
把水燒開(kāi)，水吸收的熱量：
Q_水吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（2）∵P=UI，
∴當(dāng)電熱水壺正常工作時(shí)：
I_額=

P額

U額

=

440W

220V

=2A，
∵P=

U2

R

，
∴電熱水壺的電阻：
R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

440W

=110Ω，
當(dāng)實(shí)際電壓為200V時(shí)，
通過(guò)電熱水壺的電流：
I_實(shí)=

U實(shí)

R

=

200V

110Ω

≈1.82A，
電熱水壺的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

U 2 實(shí)

R

=

(200V)2

110Ω

≈363.6W；
（3）燒開(kāi)一壺水電熱水壺做功：
W_實(shí)=P_實(shí)t_實(shí)=363.6W×540s=1.96×10⁵J，
電熱水壺做功大于水所吸收的熱量，
這是因?yàn)樵跓�水過(guò)程中，熱量有散失．
答：（1）燒開(kāi)這壺水至少需吸收1.68×10⁵J的熱量．
（2）電熱水壺正常工作時(shí)的電流為2A，電阻為110Ω，實(shí)際功率為363.6W．
（3）燒水過(guò)程中，有熱量損失，因此加熱時(shí)間大于理論值．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了求水吸收的熱量、求電學(xué)相關(guān)三個(gè)量等問(wèn)題，應(yīng)用熱量公式、電功率公式即可正確解題．