Question

9．圖a是小紅家一臺(tái)快速電熱水壺，銘牌如左表．為了測(cè)量它燒水時(shí)的實(shí)際功率，小紅和父親合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)掉家里所有用電器，將該電熱水壺裝了0.6kg、20℃的水，接入家庭電路中，閉合壺的開(kāi)關(guān)，測(cè)得壺中的水從20℃上升到100℃所用的時(shí)間是4min．同時(shí)觀察到家中電能表轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)正好為90轉(zhuǎn)（r）時(shí)示數(shù)如圖（b）所示．請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息求：【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】．

（1）電熱水壺工作前，電能表示數(shù)應(yīng)為：．
（2）電熱水壺?zé)�水的�?shí)際功率？
（3）電熱水壺加熱的效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電能表的參數(shù)可知，每消耗1kW•h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500圈，據(jù)此求出轉(zhuǎn)數(shù)正好為90轉(zhuǎn)消耗的電能，現(xiàn)在電能表的示數(shù)減去消耗的電能即為電熱水壺工作前的示數(shù)；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出電熱水壺?zé)�水的�?shí)際功率；
（3）根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電熱水壺加熱的效率．

解答 解：（1）電熱水壺工作4min消耗的電能：
W=$\frac{90}{1500}$kW•h=0.06kW•h=2.16×10⁵J，
電熱水壺工作前，電能表示數(shù)：
W′=2009.0kW•h-0.06kW•h=2008.94kW•h，約為20089；
（2）電熱水壺?zé)�水的�?shí)際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{4×60s}$=900W；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃-20℃）
=2.016×10⁵J，
電熱水壺加熱的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{2.016×1{0}^{5}J}{2.16×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）電熱水壺工作前，電能表示數(shù)應(yīng)為：；
（2）電熱水壺?zé)�水的�?shí)際功率為900W；
（3）電熱水壺加熱的效率為93.3%．

點(diǎn)評(píng) 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(jué)得學(xué)了物理有用，注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確．