Question

【題目】明亮同學(xué)的家中有一臺(tái)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抽到壺中并自動(dòng)加熱至水燒開，明亮同學(xué)觀察該電熱水壺的銘牌時(shí)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(dòng)機(jī)將水從桶中提升至電熱水壺滿刻度處自動(dòng)停止加水，此時(shí)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(shí)自動(dòng)斷開電路停止工作。明亮同學(xué)還觀察到，在電熱水壺?zé)�水的過程中，家里標(biāo)有 3000r/kWh 的電能表在60s內(nèi)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了121r。求：

型號(hào)	MH﹣200	額定加熱功率
額定電壓	220V	小電動(dòng)機(jī)額定功率	5W
額定頻率	50Hz	容量	2.0L

（1）小電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為______能和______________能。

（2）電熱水壺的額定加熱功率_______ ；

（3）如果在用電高峰時(shí)明亮同學(xué)家中的實(shí)際電壓是額定電壓的 10/11，電熱水壺在此電壓下燒水時(shí)的加熱效率為 80%，試計(jì)算在用電高峰時(shí)燒開該壺水需要多長(zhǎng)時(shí)間_________？

Answer 1

【答案】內(nèi) 機(jī)械 2420W 420s

【解析】

（1）小電動(dòng)機(jī)將水從桶中提升至電熱水壺滿刻度處自動(dòng)停止加水，電動(dòng)機(jī)對(duì)水做功，水的機(jī)械能增加，所以電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電流通過電動(dòng)機(jī)線圈時(shí)，根據(jù)焦耳定律可知，線圈溫度升高，電能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能，故小電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能。

（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)121轉(zhuǎn)時(shí)，用電器消耗的電能W=

所以熱水壺的額定加熱功率

（3）水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg

把2L水從20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；
因?yàn)闊崴畨氐念~定加熱功率P加=2420W，
所以由P=得：加熱電阻為：

當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的，其實(shí)際功率為

由題意可知：Q吸=P實(shí)t′η′，
則加熱時(shí)間t′=