Question

如圖所示的是某型號(hào)電熱水壺銘牌，壺中裝有1.8L溫度為20℃的水，求：
（1）將水燒開，水吸收的熱量是多少？〔一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，c_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕
（2）若在電熱水壺工作時(shí)，標(biāo)有“3000r/kW?h”的電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，電路的實(shí)際電壓是多少？
（3）不計(jì)熱損失，此時(shí)燒開一壺水大約需要多少時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）知道水的體積和水的密度，利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）燒水時(shí)，電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，根據(jù)電能表的參數(shù)“3000r/kW?h”先求出50轉(zhuǎn)消耗的電能，再根據(jù)電功率公式P=

W

t

求出電熱水壺的實(shí)際功率；
知道電熱水壺的額定電壓和額定功率求出電熱水壺的電阻，利用P=

U2

R

，求出電熱水壺兩端的實(shí)際電壓；
（3）求出了燒開這壺水實(shí)際消耗的電能和實(shí)際電功率，利用電功率公式P=

W

t

求出加熱時(shí)間．

解答：解：（1）水的體積：
v=1.8L=1.8×10^-3m³，
水的質(zhì)量：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg；
由題知：t₀=20℃，t=100℃，
燒開水吸收到的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.8kg×（100℃-20℃）
=6.048×10⁵J；
（2）1min內(nèi)消耗的電能：
W=

1

3000

×50×3.6×10⁶J=6×10⁴J，
電熱水壺的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

W

t

=

6×104J

60s

=1000W，
∵R=

U 2 額

P額

=

(220v)2

1210W

=40Ω，P_實(shí)=

U 2 實(shí)

R

，
∴電熱水壺兩端的實(shí)際電壓：
U_實(shí)=

P實(shí)R

=

1000W×40Ω

=200V；
（3）燒開一壺水需要時(shí)間：
t=

W實(shí)

P實(shí)

=

Q吸

P實(shí)

=

6.048×105J

1000W

=604.8s．
答：（1）將水燒開，水吸收的熱量是6.048×10⁵J；
（2）電路的實(shí)際電壓是200V；
（3）不計(jì)熱損失，此時(shí)燒開一壺水大約需要604.8s．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，注意靈活選用公式．