Question

圖甲是一種常見的電熱水袋，圖乙是它的簡(jiǎn)化電路圖．其性能指標(biāo)如下表：

額定電壓	額定加熱功率	指示功率	袋內(nèi)充水	自動(dòng)斷電溫度
220V	400W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）由題意可知，指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要______（填“大”或“小”）得多．
（2）若熱水袋內(nèi)的水溫是15℃，在額定電壓下加熱10min指示燈就熄滅了，此過程中水吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/]
（3）電熱水袋的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是多少？
（4）當(dāng)實(shí)際電壓為200V時(shí)，該電熱水袋的實(shí)際功率約為多少？

Answer 1

【答案】分析：已知指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=可知兩電阻的大小關(guān)系；利用表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出電流做的總功，利用效率公式求出其大��；最后根據(jù)P=求出發(fā)熱體的阻值，再求出電壓為200V時(shí)的實(shí)際功率．
解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，U_L額=U_R額，P_L ＜P_R，根據(jù)R=可知R＞R_L；
（2）水吸收的熱量為Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J；
（3）電流做的功為W=Pt=400W×600s=2.4×10⁵J，
電熱水袋的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為η==87.5%；
（4）發(fā)熱體的阻值為R===121Ω，
實(shí)際電壓為200V時(shí)的功率為P==≈330.6W．
答：（1）指示燈L的電阻比發(fā)熱體R的電阻要大得多；
（2）此過程中水吸收的熱量為2.1×10⁵J；
（3）電熱水袋的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為87.5%；
（4）實(shí)際電壓為200V時(shí)的實(shí)際功率約為330.6W．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道熱學(xué)和電學(xué)的綜合題，考查了吸收熱量、效率、電功的計(jì)算，以及電功率公式的計(jì)算和應(yīng)用，關(guān)鍵是公式的靈活運(yùn)用．