Question

15．如圖所示是一種叫做“小太陽(yáng)”的取暖設(shè)備，它的內(nèi)部反射面很像是凹面鏡，所以又叫反射式取暖器；它依靠電熱輻射元件以及反射裝置向特定方向發(fā)射大量紅外線（填“紅外”或“紫外”），具有很好的熱效應(yīng)．
（1）某品牌取暖器標(biāo)有“220V  1000W”字樣，求該取暖器正常工作時(shí)的電阻絲電阻大�。�
（2）若平均每天使用6h，一個(gè)月按30天計(jì)算，該取暖器一個(gè)月消耗多少焦電能？
（3）若發(fā)電廠每發(fā)一度電需要燃燒0.5kg煤，使用這種電熱取暖器一個(gè)月消耗的電能需要燃燒多少千克的煤？煤的發(fā)電效率是多少？（煤的熱值q_煤=3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 紅外線的熱效應(yīng)很強(qiáng)，一切物體都輻射紅外線，可以制成熱譜儀、紅外線夜視儀、電視遙控器等；
紫外線能殺菌、能使熒光物質(zhì)發(fā)光、能合成V_D，促進(jìn)鈣的吸收等．
（1）知道取暖器的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出該取暖器正常工作時(shí)的電阻絲電阻大��；
（2）知道取暖器的額定功率和總的工作時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出該取暖器一個(gè)月消耗的電能；
（3）知道一個(gè)月消耗的電能和發(fā)電廠每發(fā)一度電需要燃燒煤的質(zhì)量，從而計(jì)算出一個(gè)月需要消耗煤炭的質(zhì)量；
又知道煤的熱值，根據(jù)Q=mq求出煤完全燃燒放出的熱量，然后利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出煤的發(fā)電效率．

解答 解：一切物體都向外輻射紅外線，當(dāng)電熱絲通電后，向外輻射紅外線，具有很好的熱效應(yīng)．
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，該取暖器正常工作時(shí)的電阻絲電阻大小：
R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω．
（2）取暖器一個(gè)月工作的時(shí)間：
t=30×6h=180h，額定功率P=1000W=1kW，
由P=$\frac{W}{t}$得，該取暖器一個(gè)月消耗的電能：
W=P_額t=1kW×180h=180kW•h=6.48×10⁸J．
（3）發(fā)電廠每發(fā)一度電需要燃燒0.5kg煤，
所以一個(gè)月需要消耗煤炭的質(zhì)量：
m_煤=180kW•h×0.5kg/（kW•h）=90kg．
煤完全燃燒放出的熱量：
Q_放=m_煤q_煤
=90kg×3×10⁷J/kg
=2.7×10⁹J，
則煤的發(fā)電效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{6.48×1{0}^{8}J}{2.7×1{0}^{9}J}$×100%
=24%．
故答案為：紅外；
（1）該取暖器正常工作時(shí)的電阻絲電阻大小為48.4Ω；
（2）該取暖器一個(gè)月消耗6.48×10⁸焦電能；
（3）使用這種電熱取暖器一個(gè)月消耗的電能需要燃燒90千克的煤；煤的發(fā)電效率是24%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了電功率、電功的計(jì)算、燃料完全燃燒的熱量的計(jì)算和發(fā)電效率的計(jì)算等知識(shí)，關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運(yùn)用，與實(shí)際生活緊密相聯(lián)，學(xué)以致用；另外注意單位換算1kW•h=3.6×10⁶J．