Question

18．如圖是小明家新買(mǎi)的一臺(tái)快速電水壺，這臺(tái)電水壺的銘牌如下表．為了測(cè)量該電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率，小明用所學(xué)知識(shí)和爸爸合作進(jìn)了如下實(shí)驗(yàn)；關(guān)掉家里所有用電器，將該電水壺裝滿(mǎn)水，接入家庭電路中，測(cè)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）  3200imp/（kw•h）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp．請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息解答下列問(wèn)題．（c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（1）電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率；
（2）電水壺加熱的效率；
（3）通過(guò)比較實(shí)際功率與額定功率大小關(guān)系，簡(jiǎn)要回答造成這種關(guān)系的一種可能原因．

Answer 1

分析 （1）3200imp/（kW•h）的含義是：電路中每消耗1kW•h的電能，指示燈閃爍3200次，可求指示燈閃爍了80次，消耗的電能，又知道工作時(shí)間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算電功率；
（2）根據(jù)m=ρV求出壺內(nèi)裝滿(mǎn)水時(shí)水的質(zhì)量，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，電水壺?zé)�水時(shí)水實(shí)際得到的熱量除以消耗的電能實(shí)際產(chǎn)生的熱量，即可求出水壺加熱的效率；
（3）根據(jù)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從工作電壓的角度分析原因．

解答 解：（1）電水壺裝滿(mǎn)水50s消耗的電能：
W=$\frac{80}{3200}$kW•h=$\frac{1}{40}$kW•h=$\frac{1}{40}$×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{4}J}{50s}$=1800W；
（2）壺內(nèi)裝滿(mǎn)水時(shí)水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.8kg×（35℃-25℃）=7.56×10⁴J，
電水壺加熱的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$×100%=84%；
（3）由信息數(shù)據(jù)可知電水壺的額定功率為2000W，而通過(guò)計(jì)算可知實(shí)際功率為1800W，原因可能是實(shí)際電壓小于額定電壓．
答：（1）電水壺?zé)�水時(shí)的實(shí)際功率1800W；
（2）電水壺加熱的效率84%；
（3）原因可能是實(shí)際電壓小于額定電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查密度公式的應(yīng)用，電功率的計(jì)算，熱量的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，難易程度適中．本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確．