小華在A國(guó)留學(xué).媽媽去看她時(shí)從國(guó)內(nèi)帶去了一個(gè)電飯鍋,在A國(guó)使用時(shí)小華的媽媽發(fā)現(xiàn)這個(gè)電飯鍋好像變“懶”了,煮熟同樣一鍋飯需要的時(shí)間比在國(guó)內(nèi)需要的時(shí)間長(zhǎng)了許多.為了查明原因,小華查看了電飯鍋銘牌,發(fā)現(xiàn)其上標(biāo)有“220V 600W”,她恍然大悟.原來小華所在國(guó)家(A國(guó))的家庭電路電壓為110V,請(qǐng)你幫助小華通過計(jì)算判斷:
(1)求該電飯鍋直接接在A國(guó)家庭電路插座上工作時(shí)的實(shí)際電功率?(設(shè)電飯鍋電阻值不變)
(2)該電飯鍋正常工作20min將質(zhì)量為1.5kg,溫度為20℃的水加熱到100℃;則水所吸收的熱量為多少?則在此過程中該電飯鍋的效率?
(3)小華媽媽回國(guó)時(shí)又從A國(guó)帶回了一個(gè)標(biāo)有“110V 500W”的電熨斗,為了能讓其在我國(guó)家庭電路中正常工作,應(yīng)給它串聯(lián)一只多少歐的電阻?
解:(1)該電飯鍋的電阻:R=
,
家庭電路電壓為110V時(shí)的實(shí)際功率為:
P
實(shí)=
=
P
額=(
)
2×600W=150W;
(2)水吸收的熱量:
Q
吸=cm(t
2-t
1)=4.2×10
3J/(kg?℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=504000J,
電流做的功:
W=Pt=600W×20×60s=720000J,
該電飯鍋的效率:
η=
=
=70%;
(3)電熨斗的電阻R
1=
=
=24.2Ω,
我國(guó)照明電路的電壓為220V,需分壓110V,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知,需要串聯(lián)電阻的阻值為24.2Ω.
答:(1)該電飯鍋直接接在A國(guó)家庭電路插座上工作時(shí)的實(shí)際電功率為150W;
(2)水所吸收的熱量為720000J,此過程中該電飯鍋的效率為70%;
(3)電熨斗在我國(guó)家庭電路中正常工作時(shí),串聯(lián)電阻的阻值為24.2Ω.
分析:(1)由電飯鍋的銘牌,據(jù)公式R=
可以求電阻,再根據(jù)P=
求出實(shí)際電功率;
(2)根據(jù)Q=cm△t求出水所吸收的熱量,根據(jù)W=Pt求出電流做的功,再根據(jù)效率公式求出該電飯鍋的效率;
(3)已知額定電壓和額定功率可求電熨斗電阻和電流,已知電源電壓可求需分擔(dān)的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)求出需要串聯(lián)的電阻阻值.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電功率、吸收熱量、電功、效率的計(jì)算以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)等,關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用,計(jì)算時(shí)要注意小數(shù)點(diǎn)的處理.