Question

【題目】如圖表是從某電熱飲水機(jī)說明書上收集到的信息．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（裝滿）從25℃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)（r）．不考慮溫度對(duì)阻值的影響；根據(jù)以上信息，求：

熱水箱容量（裝滿）	1L
額定電壓	220V
加熱時(shí)額定功率	968W

（1）飲水機(jī)熱水箱中的水從25℃升高到100℃時(shí)所吸收的熱量[c水=4.2×103J/（kg℃）]．
（2）飲水機(jī)此加熱過程中的熱效率（η= ×100%）．
（3）飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓．

Answer 1

【答案】
（1）解：水的體積V=1L=1dm3=1×10﹣3m3，

由ρ= 得，水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg；

則水吸收的熱量：

Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣25℃）=3.15×105J．

答：飲水機(jī)熱水箱中的水從25℃升高到100℃時(shí)所吸收的熱量為3.15×105J；

（2）解：“1200r/kWh”表示每消耗1kWh的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r，

則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能為：

W= =0.1kWh=3.6×105J，

飲水機(jī)的熱效率：

答：飲水機(jī)在加熱過程中的熱效率為87.5%；

η= ×100%= ×100%=87.5%．

（3）解：當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)，電路中只有R1工作，由P= 得，R1的阻值為：

R1= = =50Ω；

飲水機(jī)的工作時(shí)間t=7.5min=450s，

則飲水機(jī)的實(shí)際功率：

P實(shí)= = =800W，

則飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓：

U實(shí)= = =200V．

答：飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓為200V．

【解析】（1）知道熱水箱的容量，可利用密度公式的變形公式m=ρV求出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、初溫和末溫，根據(jù)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，根據(jù)P= 的變形公式R= 求出電阻R1的阻值，再根據(jù)U= 求出飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓．