Question

8．小明家新買的一臺快速電水壺，電水壺的最大容積是1.8L．為了測量該電水壺燒水時的實際功率，小明用所學知識和爸爸合作進行了如下實驗：關(guān)掉家里所有電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時間是50s，同時觀察到家中“220V、10A（40A）、3200imp/（kW•h）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp．已知水的比熱容C=4.2×10³J/（kg•℃）．請根據(jù)相關(guān)信息解答下列問題：
（1）電水壺中水的質(zhì)量；
（2）電水壺燒水時消耗的電功率；
（3）電水壺的加熱效率．

Answer 1

分析 （1）知道電水壺的最大容積，利用密度公式變形即可求出電水壺裝滿水的質(zhì)量；
（2）根據(jù)電能表的參數(shù)可知，每消耗1kW•h指示燈閃爍3200imp，據(jù)此求出此時電水壺消耗的電能，再利用P=$\frac{W}{t}$求出電水壺燒水時的實際功率；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據(jù)效率公式求出電水壺加熱的效率．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得電水壺裝滿水時的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg；
（2）電水壺消耗的電能為：
W=$\frac{80}{3200}$kW•h=$\frac{80}{3200}$×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
電水壺燒水時的實際功率：
P_實=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{4}J}{50s}$=1800W．
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.8kg×（35℃-25℃）=7.56×10⁴J，
電水壺加熱的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$×100%=84%．
答：（1）電水壺中水的質(zhì)量為1.8kg；
（2）電水壺燒水時的實際功率為1800W；
（3）電水壺加熱的效率為84%．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應用題，涉及到了電功率的計算，熱量的計算、效率的計算，綜合性強；與生活相連，使學生覺得學了物理有用．