Question

4．小明家有一電熱水壺，銘牌如表所示．求：
（1）電熱水壺正常工作時的電阻是多少？
（2）壺中裝有質(zhì)量為lkg，溫度為20℃的水，l標準大氣壓下，將壺中水加熱至沸騰，水需要吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）當電熱水壺接入電路中且正常工作時將壺中水加熱至沸騰需要10分鐘，電熱水壺效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知電熱水壺的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求電熱水壺正常工作時的電阻．
（2）根據(jù)公式Q_吸=c_水m（t₁-t₀）可求水需要吸收的熱量．
（3）已知電功率，利用公式P=$\frac{W}{t}$求出此時消耗的電能，利用η=$\frac{Q}{W}$求電熱水壺效率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
電熱水壺正常工作電阻R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1100W}$=44Ω．
答：電熱水壺正常工作電阻為44Ω．
（2）水需要吸收的熱量是Q_吸=c_水m（t₁-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J．
答：水需要吸收的熱量是3.36×10⁵J．
（3）消耗的電能W=Pt=1100W×10×60s=6.6×10⁵J，
則電熱水壺效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{6.6×1{0}^{5}J}$×100%≈51%．
答：（1）電熱水壺正常工作時的電阻是44Ω；
（2）水需要吸收的熱量是3.36×10⁵J．
（3）電熱水壺效率是51%．

點評 本題考查電阻、吸收熱量、消耗電能、電功率等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，重點理解電能表的各個參數(shù)的物理意義，解題過程中要注意單位的換算．