Question

（2012?松北區(qū)一模）小文和小麗共同測(cè)量電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率和加熱的效率，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
關(guān)掉家里所有用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測(cè)得壺中水從25℃上升到35℃所用的時(shí)間是50s．同時(shí)觀察到家中電子式電能表耗電指示燈閃爍了40imp．請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息回答下列問題． C水=4.2×10³J/（kg?℃）（如圖分別是電水壺、電水壺銘牌、電子式電能表銘牌）

（1）水吸收的熱量、電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率分別是多少？
（2）電水壺加熱的效率？
（3）通過比較發(fā)現(xiàn)實(shí)際功率小于額定功率，簡(jiǎn)述可能原因．

Answer 1

分析：（1）該電水壺裝滿水時(shí)，水的體積和壺的最大容積相等，根據(jù)m=ρV求出壺內(nèi)裝滿水時(shí)水的質(zhì)量，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量；3200imp/（kW?h）的含義是電路中每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍3200次，可求指示燈閃爍了40次消耗的電能，又知道工作時(shí)間，可利用公式P=

W

t

求出電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率；
（2）電水壺?zé)�水時(shí)，水吸收的熱量除以消耗的電能即可求出電水壺加熱的效率；
（3）根據(jù)信息數(shù)據(jù)可知電水壺的額定功率為1000W，而實(shí)際功率為900W，原因可能是實(shí)際電壓過低．

解答：解：（1）根據(jù)ρ=

m

V

可得：
壺內(nèi)裝滿水時(shí)水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（35℃-25℃）=4.2×10⁴J，
電水壺裝滿水加熱50s消耗的電能：
W=

40

3200

×3.6×10⁶J=4.5×10⁴J，
電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

W

t

=

4.5×104J

50s

=900W；
（2）電水壺加熱的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

4.2×104J

4.5×104J

×100%≈93.3%；
（3）根據(jù)信息數(shù)據(jù)可知電水壺的額定功率為1000W，而實(shí)際功率為900W，原因可能是實(shí)際電壓小于額定電壓．
答：（1）水吸收的熱量為4.2×10⁴J，電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率是900W；
（2）電水壺加熱的效率約為93.3%；
（3）實(shí)際電壓小于額定電壓．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，涉及到密度公式的應(yīng)用，電功率的計(jì)算，熱量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，計(jì)算過程要注意單位的正確變換．