Question

18．某微電腦電熱水壺如圖甲所示，它具有溫度可控、自動(dòng)抽水等優(yōu)點(diǎn)，圖乙是該電熱水壺的銘牌（電熱絲電阻不變），已知水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．求：
（1）小電動(dòng)機(jī)將1.0kg的水從桶中提升了0.5m，電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功至少是多少？
（2）為了泡綠茶要將水從20℃加熱到90℃，則這些水需吸收熱量是多少？
（3）若加熱題（2）中的水需用時(shí)350s，熱水壺?zé)嵝�率�?4%，則它實(shí)際工作電壓是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量，求出水的重力，利用W=Gh求出對(duì)水做的功．
（2）知道水的質(zhì)量、比熱容、初末溫度，由吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）可以求出水吸收的熱量；
（3）由效率公式的變形公式求出電熱水壺做的功，由電熱水壺銘牌可知，其額定電壓是220V，額定功率是1210W，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出它的電阻，然后利用U=$\sqrt{PR}$求其實(shí)際電壓．

解答 解：
（1）水的重力G=mg=1.0kg×10N/kg=10N，
對(duì)水做的功W=Gh=10N×0.5m=5J；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0kg×（90℃-20℃）=2.94×10⁵J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$得電熱水壺做的功：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.94×1{0}^{5}J}{84%}$=3.5×10⁵J，
電熱水壺的實(shí)際功率：
P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.5×1{0}^{5}J}{350s}$=1000W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得電熱水壺的電阻：
R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω，
電熱水壺的實(shí)際電壓：
U_實(shí)=$\sqrt{{P}_{實(shí)}R}$=$\sqrt{1000W×40Ω}$=200V．
答：（1）小電動(dòng)機(jī)將1.0kg的水從桶中提升了0.5m，電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功至少是5J；
（2）為了泡綠茶要將水從20℃加熱到90℃，則這些水需吸收熱量是2.94×10⁵J；
（3）若加熱題（2）中的水需用時(shí)350s，熱水壺?zé)嵝�率�?4%，則它實(shí)際工作電壓是200V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求水吸收的熱量、求電熱壺的實(shí)際電壓?jiǎn)栴}，應(yīng)用吸熱公式、電功率公式及其變形公式即可正確解題．