Question

（2012?欽州模擬）如圖是小宇家新買的一臺電熱水壺的銘牌．為了測量該電熱水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率，小宇用所學(xué)知識在家里進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)掉家里所有用電器，將該電熱水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時(shí)間是50s，同時(shí)觀察到家中“220V  10A（40A） 3200轉(zhuǎn)/（kW?h）”的電能表轉(zhuǎn)過了72轉(zhuǎn)．請根據(jù)相關(guān)信息解答下列問題：
（1）電熱水壺中水的質(zhì)量；
（2）電熱水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率；
（3）電熱水壺加熱的效率；
（4）電熱水壺的實(shí)際電壓與其額定電壓之比是多少？

Answer 1

分析：（1）由銘牌可知電水壺的最大容積，利用密度公式變形即可求出電水壺裝滿水的質(zhì)量；
（2）根據(jù)電能表的參數(shù)可知，每消耗1KW?h指示燈閃爍3200imp，據(jù)此求出此時(shí)電水壺消耗的電能，再利用P=Wt
求出電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，根據(jù)效率公式求出電水壺加熱的效率．

解答：解：（1）電水壺裝滿水時(shí)的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg；
（2）電水壺消耗的電能為：
W=

72

3200

×3.6×10⁶J=8.1×10⁴J，
電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=

W

t

=

8.1×104J

50s

=1620W；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（35℃-25℃）=6.3×10⁴J，
電水壺加熱的效率：
η=

Q吸

W

=

6.3×104J

8.1×104J

=77%；
（4）因?yàn)閁 ²=PR
所以

U實(shí)2

U額2

=

P實(shí)R

P額R

=

P實(shí)

P額

=

1620W

2000W

=

81

100

；
所以

U實(shí)

U額

=

9

10

．
答：（1）電水壺中水的質(zhì)量為1.5kg；
（2）電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率為1620W；
（3）電水壺加熱的效率為77%；
（4）電熱水壺的實(shí)際電壓與其額定電壓之比是9：10．

點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，涉及到了電功率的計(jì)算，熱量的計(jì)算、效率的計(jì)算，綜合性強(qiáng)；與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用．