Question

9．如圖所示是小明家的電熱水壺及銘牌，若他用該電熱水壺將滿壺水從20℃加熱到l00℃．（已知：ρ_水=1.0g/cm³）

產(chǎn)品型號	EL-8952
額定電壓	220V
頻  率	50Hz
額定功率	1500W
容  量	1.5L

（1）水吸收的熱量是多少？（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若電熱水壺正常工作，且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，需要加熱多少時間？
（3）當水溫達到100℃時，溫控開關(guān)自動斷開，電熱絲停止工作，指示燈熄滅，請按以上要求連接該電熱水壺內(nèi)部的結(jié)構(gòu)簡圖．
（4）若電熱水壺實際加熱時間大于上述計算的加熱時間，可能的原因有哪些？（寫出一種）

Answer 1

分析 （1）知道水的體積、水的比熱容和水溫度的升高值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）電熱水器在正常工作狀態(tài)下的電功率為額定功率，利用Q_吸=W=Pt求加熱時間；
（3）根據(jù)題意可知，溫控開關(guān)、電熱絲以及指示燈串聯(lián)連接；
（4）（2）中條件是產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，若實際加熱時間長，原因可能是有熱損失，電熱水器消耗的電能不能被水全部吸收；也可能是電熱水器的實際電壓低于額定電壓，使實際功率低于額定功率．

解答 解：（1）根據(jù)公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg；
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁵J；
（2）因為電熱水壺正常工作，所以P=P_額=1500W
又因為W=Q_放=Q_吸=5.04×10⁵J，由P=$\frac{W}{t}$可得：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{P}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1500W}$=336s；
（3）從電源的一極依次串聯(lián)溫控開關(guān)、電熱絲以及指示燈回到電源的另一極；如下圖所示：

（4）原因可能是：
①電熱水壺產(chǎn)生的熱量沒有全部被水吸收，
②電熱水壺實際工作電壓小于額定電壓．
答：（1）水吸收的熱量是5.04×10⁵J．
（2）若電熱水壺正常工作，且產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，需要加熱336s．
（4）原因可能是：①電熱水壺產(chǎn)生的熱量沒有全部被水吸收；
②電熱水壺實際工作電壓小于額定電壓．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應(yīng)用題，綜合考查了熱量的計算、電功率的計算以及電路的設(shè)計，關(guān)鍵能從表中得出有用的信息．