Question

20．某型號(hào)暖手寶正常工作時(shí)，袋內(nèi)裝有的0.3kg的水由15℃加熱到75℃耗時(shí)3min，若暖手寶的熱效率為70%，水的比熱容為4.2×10³J/（ kg•℃），
求：（1）加熱過(guò)程中水吸收的熱量；
（2）加熱過(guò)程中消耗的電能；
（3）暖手寶的工作電路如圖所示，不考慮指示燈的電功率，則發(fā)熱體的額定功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出加熱過(guò)程中消耗的電能；
（3）暖手寶正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出發(fā)熱體的額定功率．

解答 解：（1）加熱過(guò)程中水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×（75℃-15℃）=7.56×10⁴J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{70%}$=1.08×10⁵J；
（3）因用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，
所以，暖手寶的額定功率：
P=$\frac{W}{t′}$=$\frac{1.08×1{0}^{5}J}{3×60s}$=600W．
答：（1）加熱過(guò)程中水吸收的熱量為7.56×10⁴J；
（2）加熱過(guò)程中消耗的電能為1.08×10⁵J；
（3）發(fā)熱體的額定功率是600W．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，涉及到吸熱公式、效率公式、電功率公式的應(yīng)，便于激發(fā)學(xué)生探究物理現(xiàn)象的興趣，體現(xiàn)了新課標(biāo)的要求，屬于中考熱點(diǎn)題目．