Question

9．某電爐絲的正常工作電阻為40歐姆，正常工作時(shí)通過的電流是5安，則給5L水從20℃加熱到100℃需20分鐘，在加熱的過程中電爐絲可產(chǎn)生的熱量是多少焦？消耗的電能多少度？水吸收的熱量為多少焦？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q=I²Rt求出加熱的過程中電爐絲可產(chǎn)生的熱量；
（2）消耗的電能W=UIt=Q=I²Rt；
（3）已知水的體積，利用密度公式求得水的質(zhì)量，利用Q_吸=cm△t可求水吸收的熱量．

解答 解：
在加熱的過程中電爐絲可產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（5A）²×40Ω×20×60s=1.2×10⁶J；
電爐絲是純加熱電阻，消耗的電能：
W=Q=1.2×10⁶J=1.2×10⁶×$\frac{1}{3.6×1{0}^{6}}$kW•h≈0.33kW•h=0.33度；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J．
答：在加熱的過程中電爐絲可產(chǎn)生的熱量是1.2×10⁶J；消耗的電能0.33度；水吸收的熱量為1.68×10⁶J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到密度公式及其變形的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，考查學(xué)生計(jì)算相關(guān)物理量的能力，在計(jì)算過程中要注意單位的統(tǒng)一．