Question

如圖所示，燒瓶中裝有0.3 kg煤油，電阻絲的阻值為10 Ω，閉合開關．調節(jié)滑動變阻器滑片，當電流表的示數(shù)為2 A時通電5 min，煤油的溫度由20℃升高到30℃．[c_煤油＝2.1×10³·℃)]

求：(1)煤油吸收的熱量；

(2)電阻絲加熱煤油的效率．

Answer 1

答案：
解析：

答：(1)煤油吸收的熱量為6300 J． 　　(2)電阻絲加熱煤油的效率為52.5％． 　　分析：(1)知道煤油的質量，煤油的比熱容和溫度變化，可利用熱量公式Q吸＝cm(t－t0)計算出煤油吸收的熱量． 　　(2)從圖可知，電阻絲與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流．知道電阻絲的阻值、通過電阻絲的電流和通電時間，可利用公式Q＝I2Rt計算出電流通過電阻絲放出的熱量，再利用公式η＝計算出電阻絲加熱煤油的效率． 　　解答：解： 　　(1)∵c煤油＝2.1×103 J/(kg·℃)，m＝0.3 kg，t0＝20℃，t＝30℃， 　　∴煤油吸收的熱量為：Q吸＝c煤油m(t－t0)＝2.1×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×(30℃－20℃)＝6300 J． 　　(2)∵電阻絲與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流， 　　∴通過電阻絲的電流為I＝2 A， 　　而R＝10 Ω，t＝5 min＝300 s， 　　∴電流通過電阻絲放出的熱量為：Q＝I2Rt＝(2 A)2×10 Ω×300 s＝1.2×104 J， 　　則電阻絲加熱煤油的效率為：η＝＝＝52.5％． 　　點評：本題考查了學生對吸熱公式和焦耳定律公式的掌握和運用，以及對能量利用效率的理解和應用，是一道電學與熱學的綜合應用題，在計算過程中要注意單位的換算．

提示：

熱量的計算；能量利用效率；焦耳定律的計算公式及其應用．