Question

【題目】下面的圖表是從某臺(tái)電熱飲水機(jī)說明書上收集到的信息．經(jīng)分析得知，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，S斷開時(shí)，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)．為了測(cè)量它加熱時(shí)的實(shí)際功率，小明斷開其它所有用電器，只將該飲水機(jī)接入家庭電路中，閉合開關(guān)S，測(cè)得熱水箱中的水從20℃升高到100℃，所用時(shí)間為7.5min，同時(shí)觀察到家中標(biāo)有“1200r/kWh”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120轉(zhuǎn)．不考慮溫度對(duì)阻值的影響[c水=4.2×103J/（kg℃）]．根據(jù)以上信息，求：

熱水箱容量	1L
額定電壓	220V
加熱時(shí)額定功率	880W

（1）飲水機(jī)熱水箱中的水從20℃升高到100℃時(shí)所吸收的熱量；
（2）飲水機(jī)在加熱過程中的熱效率；
（3）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓．

Answer 1

【答案】解：（1）飲水機(jī)熱水箱中水的體積：
V=1L=1dm3=10﹣3m3 ，
由ρ=可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×10﹣3m3=1kg，
水吸熱的熱量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）
=3.36×105J；
（2）因每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r，
所以，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能為：
W==0.1kWh=3.6×105J，
則飲水機(jī)的熱效率：
η=×100%=×100%≈93.3%；
（3）由P=可得，電阻R1的阻值：
R1==55Ω，
由W=t可得，飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓：
U實(shí)=≈209.8V．
答（1）飲水機(jī)熱水箱中的水從20℃升高到100℃時(shí)所吸收的熱量為3.36×105J；
（2）飲水機(jī)在加熱過程中的熱效率為93.3%；
（3）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓為209.8C．
【解析】（1）知道熱水箱的容量，可利用公式m=ρV計(jì)算出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度變化，可利用熱量公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；
（2）“1200r/kWh”的意義為：每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r，從而可以計(jì)算出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能，利用公式η=×100%求出飲水機(jī)的熱效率；
（3）知道飲水機(jī)的額定電壓和加熱時(shí)的額定功率，可利用公式R=求出電阻R1的阻值，再根據(jù)W=t求出飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓．