Question

如圖甲所示為現(xiàn)在家庭、賓館常用的無線電水壺(一種在倒水時(shí)導(dǎo)線脫離，用電加熱的方便水壺)，圖乙是該電水壺的銘牌．

某同學(xué)用這種電水壺?zé)�開水，他將水放至最大水量，測得水的溫度是18℃，通電5min50s，水燒開(在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)．試通過計(jì)算，回答下面的問題：

(1)算一算此電水壺正常工作時(shí)的電流．

(2)該電水壺電熱絲的電阻多大？

(3)現(xiàn)測得電源電壓為210V，算一算此電水壺工作的效率．

(4)為了測定該無線電水壺的效率，你應(yīng)該準(zhǔn)備哪些實(shí)驗(yàn)器材？

Answer 1

答案：
解析：

(1)由電熱壺銘牌可知P額＝1280W，U額＝220V，根據(jù)P＝UI得I額＝＝＝5.8A 　　(2)根據(jù)P＝得R＝＝＝37.8Ω 　　(3)當(dāng)電水壺按在220V和210V電壓上時(shí)，它的功率不同，但電阻相同． 　　所以R＝＝，P實(shí)＝P額＝×1280W＝1166.3W． 　　在5min50s內(nèi)將水燒開，消耗的電能W＝P實(shí)t＝1166.3W×350s＝4.1×105J 　　水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃－18℃)＝3.44×105J 　　在210V電壓下的效率η＝×100％＝×100％＝84％ 　　(4)由于Q吸＝cm△t，W總＝P實(shí)t＝P額t，所以需測出：水的質(zhì)量，水的初、末溫，電源的實(shí)際電壓，將水加熱至沸騰時(shí)的通電時(shí)間． 　　器材：溫度計(jì)、計(jì)時(shí)器、天平(或量筒)、電壓表． 　　關(guān)鍵：在熟練電功、電功率、焦耳定律和熱量計(jì)算公式的基礎(chǔ)上，先要審清題，并分析問題的物理過程，假想相關(guān)知識(shí)，然后再求解．

提示：

(1)根據(jù)電水壺的銘牌，可知額定電壓220V，額定功率1280W．根據(jù)P額＝U額·I額，可以求得此型號(hào)電水壺正常工作電流I額＝． 　　(2)“效率”是指“有用的功(能量、熱量)占總功(總能量)的比例”． 　　用電水壺加熱水，有用的能量是水吸收的熱量(不計(jì)散熱時(shí)的損耗)；總能量是將水燒開所消耗的電能．計(jì)算出水燒開吸收的熱量和消耗的電能即可求出電水壺的工作效率． 　　在計(jì)算消耗的電能時(shí)，不同的實(shí)際電壓，消耗的功率不同；實(shí)際消耗的電能W需用實(shí)際功率與通電時(shí)間計(jì)算．根據(jù)P額和U額可以求出電壓為210V時(shí)電水壺的實(shí)際功率．求出通電5min50s消耗的電能． 　　根據(jù)Q＝mc·△t求出水吸收的熱量． 　　(3)根據(jù)η＝＝，Q吸＝mc·△t，W總＝P實(shí)·t＝P額·t 　　(4)需要知道的物理量有：水的質(zhì)量，水的溫度，實(shí)際電壓，加熱時(shí)間．根據(jù)這些需要選擇相應(yīng)的器材．