Question

（2013?黃埔區(qū)一模）如圖1是小黃家一臺快速電熱水壺，銘牌如圖2．為了測量它燒水時的實際效率，小黃和父親合作進行了如下實驗：將20℃的水加至電水壺最大容積刻度線，關(guān)掉家里所有用電器，接入家庭電路中，閉合壺的開關(guān)，測得壺中的水從20℃上升到100℃所用的時間恰好是5min．同時觀察到家中電能表（見圖3）轉(zhuǎn)過的圈數(shù)正好為150圈（r）．請根據(jù)相關(guān)信息求：

（1）電水壺中加入水的質(zhì)量；
（2）電水壺中水吸收的熱量；
（3）電水壺?zé)�水的實際電功率；
（4）電水壺加熱的效率；[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）已知電熱水壺的最大容積是1L，由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量．
（2）由熱量公式可以求出水所吸收的熱量．
（3）由圖示電能表銘牌、根據(jù)電能表轉(zhuǎn)過的圈數(shù)求出電熱水壺消耗的電能，然后由功率公式求出實際功率．
（4）根據(jù)效率公式求出效率．

解答：解：（1）∵ρ∴=

m

V

，
水的質(zhì)量m=ρV=1g/cm³×1000cm³=1000g=1kg，
（2）水吸收的熱量
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×80℃
=3.36×10⁵J；
（3）消耗的電能W=

150r

1500r/kW?h

=0.1kW?h=3.6×10⁵J，
電水壺?zé)�水的實際功率P=

W

t

=

3.6×105J

60s×5

=1200W；
（4）電水壺加熱的效率η=

Q

W

=

3.36×105J

3.6×105J

≈93%；
答：（1）電水壺中水的質(zhì)量是1kg；
（2）電水壺中水吸收的熱量是3.36×10⁵J；
（3）電水壺?zé)�水的實際功率是1200W；
（4）電水壺加熱的效率是93%．

點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，注意計算時的單位變換要正確．