【題目】明亮同學(xué)的家中有一臺微電腦控制的電熱水壺,如圖所示.該電熱水壺可以將水從桶中自動抽到壺中并自動加熱至水燒開.明亮同學(xué)觀察該電熱水壺的銘牌時發(fā)現(xiàn)其額定加熱功率模糊不清晰,其它銘牌標(biāo)記均清晰(如表所示);燒水前他關(guān)掉家里其它用電器,只接通電熱水壺控制開關(guān),小電動機(jī)開始額定電壓下用5s時間將水從桶中提升了0.8m加至電熱水壺滿刻度處自動停止加水,此時顯示水溫為20℃,電熱水壺加滿水后開始在額定電壓下燒水至水溫為100℃時自動斷開電路停止工作.明亮同學(xué)還觀察到,在電熱水壺?zé)倪^程中,家里標(biāo)有3000r/kWh的電能表在30s內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn).(g=10N/kg,ρ="1.0×10"3 kg/m3 ,c="4.2×10"3 J/kg℃)).

型號

MH200

額定電壓

220V

額定頻率

50Hz

額定加熱功率


小電動機(jī)額定功率

5W

容量

2.0L

求:(1)小電動機(jī)提升水的工作效率;

2)電熱水壺的額定加熱功率;

3)如果在用電高峰時明亮同學(xué)家中的實(shí)際電壓是額定電壓的90%,電熱水壺在此電壓下燒水時的加熱效率為90%,試計算在用電高峰時燒開該壺水所需的時間

【答案】(164%22000W3460.9s

【解析】試題分析:(1)由ρ=m/V可得,水的質(zhì)量:m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg;

則水的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N

有用功:W=Gh=20N×0.8m=16J;

電動機(jī)消耗的電能W=P機(jī)t=5W×5s=25J

電動機(jī)工作效率η機(jī)=W有用W×100%=16J/25J×100%=64%

2)根據(jù)電能表上標(biāo)的參數(shù)“3000r/kWh”的含義可知,當(dāng)電能表上轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)時,用電器消耗的電能W=50/3000×1kWh=1/60kWh=6×104J

所以熱水壺的額定加熱功率P=W/t=6×104J/30s=2000W

3)把2L水從20℃加熱到100℃吸收的熱量:Q=cm△t=4.2×103J/kg℃×2kg×100℃-20℃=6.72×105J;

熱水壺的額定加熱功率P=2000WP=U2/R得:加熱電阻為:R=U2/P=220V2/2000W=24.2Ω,

當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的90%,其實(shí)際功率為P實(shí)="U"2實(shí)/R=220V×90%2/24.2Ω=1620W,

由題意可知:Q=P實(shí)t′η′,則加熱時間t′=Q/p實(shí)η′=6.72×105J/1620×90%=460.9s

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1實(shí)驗(yàn)時,是通過觀察 來比較磚塊對海綿的壓力作用效果。

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3分析比較圖中a、b、c三次實(shí)驗(yàn),可得到的結(jié)是

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(1)連接電路時開關(guān)應(yīng) ,電流表的量程應(yīng)選0~ A,如果用干電池做電源,他至少用干電池 節(jié)。

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(3)閉合開關(guān)前,圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于 (選填“A”或“B”)端。

(4)小葉同學(xué)閉合開關(guān),移動滑片P到某一點(diǎn)時,電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向 (選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V。

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