Question

5．如圖所示是小鑫家的一臺舊電水壺，其銘牌上的額定功率模糊不清，他為了測定該電水壺的額定功率，進行了如下實驗：①關(guān)掉家里所有用電器；②將該水壺裝滿水；③把該水壺接入家庭電路中；④測得壺中水從10℃上升到30℃所用的時間是l00s，同時觀察到家中電能表（如圖3所示）耗電指示燈閃爍了160imp．請根據(jù)相關(guān)信息解答下列問題．【已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）】

（1）電水壺的發(fā)熱功率為多少？
（2）電水壺的額定功率為多少？
（3）簡要回答提高電水壺發(fā)熱功率的一種方法．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)用密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量，然后應(yīng)用熱量公式求出水吸收的熱量，再求出電水壺的發(fā)熱功率．
（2）根據(jù)電能表求出電水壺消耗的電能，然后求出電水壺的額定功率．
（3）根據(jù)電功率公式分析提高發(fā)熱功率的方法．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量m=ρV=1g/cm³×2000cm³=2000g=2kg；
水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（30℃-10℃）=1.68×10⁵J，
電水壺的發(fā)熱功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Q}{t}$=$\frac{1.68×1{0}^{5}J}{100s}$=1.68×10³W=1.68kW；
（2）電水壺消耗的電能：W=$\frac{160imp}{3200imp/kW•h}$=0.05kW•h=1.8×10⁵J，
電水壺的額定功率：P_額=$\frac{1.8×1{0}^{5}J}{100s}$=1800W=1.8kW；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，要增加發(fā)熱功率，可以減小電水壺的電阻R；
答：（1）電水壺的發(fā)熱功率為1.68kW．
（2）電水壺的額定功率為1.8kW．
（3）減小電水壺的電阻可以提高電水壺發(fā)熱功率．

點評 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，注意計算時的單位變換要正確．