20.如圖所示是家用電熱壺及銘牌,假設(shè)電熱壺電阻絲的電阻不變,水的比熱容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度1.0×103kg/m3.求
(1)電熱壺電阻絲的電阻;
(2)不考慮熱損失,電熱壺正常工作時,把1L水從30℃加熱到100℃所需要的時間;
(3)當(dāng)電壓為198V時,電熱壺的實際功率.

分析 (1)由銘牌可知,電熱壺的額定電壓和額定功率,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求出電熱壺電阻絲的電阻;
(2)已知水的體積,利用m=ρV求水的質(zhì)量,再利用Q=cm△t求水吸收的熱量;不考慮熱損失時,利用Q=W=Pt求出加熱時間;
(3)電熱壺電阻絲的電阻不變,根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求出當(dāng)電壓為198V時,電熱壺的實際功率.

解答 解:(1)由電熱壺的銘牌可知,額定功率P=1000W,額定電壓U=220V,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,電熱壺電阻絲的電阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{1000W}$=48.4Ω;
(2)水的體積:V=1L=1×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量:m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg;
水從30℃加熱到100℃,水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-30℃)=2.94×105J;
不考慮熱損失,則電熱壺消耗的電能:W=Q=2.94×105J;
電熱壺正常工作時的功率為1000W,由P=$\frac{W}{t}$可得需要的時間:
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.94×1{0}^{5}J}{1000W}$=294s;
(3)當(dāng)電壓為198V時,電熱壺的實際功率:
P=$\frac{{U}_{實}^{2}}{R}$=$\frac{(198V)^{2}}{48.4Ω}$=810W.
答:(1)電熱壺電阻絲的電阻為48.4Ω;
(2)不考慮熱損失,電熱壺正常工作時,把1L水從30℃加熱到100℃所需要的時間為294s;
(3)當(dāng)電壓為198V時,電熱壺的實際功率為810W.

點評 本題為電學(xué)和熱學(xué)的綜合計算題,根據(jù)電熱水壺的銘牌找出其額定電壓與額定功率是正確解題的前提,熟練應(yīng)用電功率的變形公式、吸熱公式是正確解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
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A.
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