Question

3．如圖1所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心透著社會主義核心價值觀．小姬的爺爺網購了一臺電熱足浴器，其銘牌的部分參數如圖2所示，電熱足浴器某次正常工作時控制面板顯示如圖3所示，求：
（1）此時足浴器的工作電流．（計算結果保留一位小數）
（2）足浴器裝入最大容量初溫為22°的水，當水溫達到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量．
（3）上述加熱過程耗時16min，該足浴器的熱電效率．

Answer 1

分析 （1）由銘牌可知電熱足浴器的額定電壓和額定功率，根據I=$\frac{P}{U}$求出正常工作時的電流；
（2）根據密度公式變形可求得水的質量，利用Q=cm△t可求得水所吸收的熱量．
（3）根據P=$\frac{W}{t}$求得消耗電能，然后利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可求得足浴器的熱電效率．

解答 解：（1）由圖3可以看出這時500W的指示燈亮，
由P=UI得，此時足浴器的工作電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.3A，
（2）已知V_水=5L=5dm³=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水所吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（42℃-22℃）=4.2×10⁵J；
（3）水吸收的熱量來源于電流做功，由P=$\frac{W}{t}$得，
消耗電能W=Pt=500W×16×60s=4.8×10⁵J，
足浴器的熱電效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.8×1{0}^{5}J}$×100%=87.5%．
答：（1）此時足浴器的工作電流為2.3A．
（2）水所吸收的熱量為4.2×10⁵J；
（3）上述加熱過程耗時16min，該足浴器的熱電效率為87.5%．

點評 本題考查了電流、電功和熱量的計算，是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯(lián)系，使學生覺得學了物理有用，注意計算時的單位換算要正確．