Question

【題目】某電水壺的銘牌信息如圖1所示，電水壺在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作.[c 水 =4.2×10 3 J/（kg℃)]電水壺裝滿(mǎn)初溫為20℃的水時(shí)，在額定電壓下

將水燒開(kāi)用了7 min.

求：①水吸收的熱量是多少

②電水壺?zé)�水過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化效率是多少

(2)農(nóng)村電網(wǎng)改造前，用電高峰時(shí)電壓會(huì)下降l0％.求：這時(shí)電水壺的實(shí)際功率P.(電阻不隨溫度改變)

(3)為使電水壺的功率在用電高峰時(shí)仍能達(dá)到2 000 W，甲、乙兩位同學(xué)對(duì)電水壺的電路進(jìn)行了改造，在原電阻絲R 1 兩端并聯(lián)一個(gè)電阻絲R 2 ，如下圖所示，并分別推導(dǎo)出了R 2 的表達(dá)式.

請(qǐng)你指出哪個(gè)表達(dá)式是錯(cuò)誤的，并分析若用此電阻絲來(lái)改造電水壺的結(jié)果.

Answer 1

【答案】6.72×l0 5 J；8.4×10 5 J；80％；1620W；乙同學(xué)是錯(cuò)誤的,若用此電阻絲來(lái)改造電水壺，電路中的電流過(guò)大，易引起火災(zāi)

【解析】（1）水吸收的熱量（有用能量）：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J，電水壺在額定電壓下，P=P額=2000W，工作7min消耗電能（總能量）：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J，電水壺?zé)�水過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化效率：；（2）電水壺中的電阻絲的阻值：，用電高峰時(shí)的實(shí)際電壓：，電水壺的實(shí)際功率：；（3）為使電水壺的功率在用電高峰時(shí)仍能達(dá)到2000W，甲同學(xué)的推導(dǎo)：并聯(lián)電阻的電功率：P2=P額-P1，∵，；

乙同學(xué)的推導(dǎo)：∵兩電阻并聯(lián)，∴并聯(lián)電路的電阻：R=R1+R2，（錯(cuò)）∴實(shí)際總電功率：，∴，該表達(dá)式是錯(cuò)誤的；用此電阻絲來(lái)改造，總電阻變小，電路消耗的總電功率大于2000W，電路中的電流過(guò)大，易引起火災(zāi)．答：（1）水吸收的熱量是6.72×105J；②電水壺?zé)�水過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化效率是80%；（2）這時(shí)電水壺的實(shí)際功率為1620W；（3）乙表達(dá)式是錯(cuò)誤的，若用此電阻絲來(lái)改造電水壺，電路中的電流過(guò)大，易引起火災(zāi)．