Question

為探測(cè)宇宙中的中微子，科學(xué)家們利用熱水熔鉆機(jī)在南極冰雪層中熔得深達(dá)1.6km的深井，并在深井底部放置傳感器．熱水熔鉆機(jī)的工作原理為：經(jīng)電熱絲加熱后，70℃的熱水流出電熱器，沿著螺旋狀水管流經(jīng)鉆頭表面，鉆頭受熱溫度上升從而在冰雪中熔得深井：熱水在螺旋狀水管內(nèi)邊流動(dòng)溫度邊下降，并最終以10℃的冷水流回電熱器，電熱器外殼與外界隔熱．每小時(shí)有6t水流經(jīng)電熱器，電熱器的電源電壓為220V．已知水的比熱容為C_水=4.2×10³J/，問(wèn)：
（1）電熱器的電功率是多少？
（2）電熱絲的電阻是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）電熱器消耗的電能：W=Pt，
水吸收的熱量：Q=cm（t-t），
電熱器消耗的電能與水吸收的熱量相等列出等式，知道通電時(shí)間、水的比熱、質(zhì)量、水的初溫和末溫，求電功率．
（2）知道電熱器的電壓和功率，根據(jù)R=求電阻．
解答：解：（1）t=1h=3600s
電熱器消耗的電能：W=Pt，
m=6t=6000kg，
水吸收的熱量：Q=cm（t-t）
因?yàn)�，W=Q，
所以，Pt=cm（t-t），
P×3600s=4.2×10³J/（kg?℃）×6000kg×（70℃-10℃），
所以，P=4.2×10⁵W．
（2）R===0.12Ω．
答：（1）電熱器的電功率是4.2×10⁵W．
（2）電熱絲的電阻是0.12Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功、比熱、功率、電阻的計(jì)算．本題把電與熱結(jié)合起來(lái)，用于現(xiàn)代科技，體現(xiàn)了物理服務(wù)于人類的生活．