Question

15．如表是某電熱水器銘牌上的部分信息，請(qǐng)根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問(wèn)題：（c_水=4.2×10³J/Kg•℃）

容量：10L 額定功率：2000W 額定電壓：220V 保溫溫度：78℃

（1）若給該熱水器裝滿水進(jìn)行加熱，使水溫從22℃升高到62℃，求水吸收的熱量．
（2）如果電熱水器正常工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收，則上一問(wèn)題中給水加熱的時(shí)間是多少？
（3）電熱水器正常工作時(shí)，發(fā)熱體的電阻多大？

Answer 1

分析 （1）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量；又知道水的溫度變化和水的比熱容，根據(jù)吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）根據(jù)效率公式求出消耗的電能，利用W=Pt求出給水加熱的時(shí)間；
（3）已知功率與電壓，應(yīng)用電功率公式可以求出發(fā)熱體的電阻．

解答 解：（1）電熱水器裝滿水時(shí)水的體積：
V=10L=1×10^-2m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-2m³=10kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（62℃-22℃）
=1.68×10⁶J；
（2）效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%，
消耗的電能：W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{80%}$=2.1×10⁶J，
根據(jù)W=Pt可得，給水加熱的時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{2000W}$=1050s．
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
答：（1）水吸收的熱量是1.68×10⁶J；
（2）給水加熱時(shí)間是1050s；
（3）電熱水器正常工作時(shí)，發(fā)熱體的電阻是24.2Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的應(yīng)用，與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，計(jì)算時(shí)注意單位的統(tǒng)一．