Question

（2013?玉林）如圖所示是一臺(tái)電熱水器銘牌上的部分信息．請(qǐng)根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問(wèn)題：[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（1）若給該電熱水器裝滿(mǎn)水進(jìn)行加熱，使水的溫度從22℃升高到62℃，求水吸收的熱量．
（2）如果電熱水器正常工作時(shí)，所產(chǎn)生的熱量有80%被水吸收，則上一問(wèn)題中給水加熱的時(shí)間是多少？
（3）當(dāng)電熱水器通電后水溫達(dá)到最高時(shí)，為什么與電熱水器連接的銅導(dǎo)線(xiàn)卻不怎么熱？

Answer 1

分析：（1）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿(mǎn)水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量；又知道水的溫度變化和水的比熱容，根據(jù)吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）根據(jù)效率公式求出消耗的電能，利用W=Pt求出給水加熱的時(shí)間；
（3）由焦耳定律知道，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時(shí)間成正比．電熱水器通電后和連接的銅導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)在電路中（通過(guò)的電流相等），通電時(shí)間是相同的，而電熱水器的電阻比銅導(dǎo)線(xiàn)的電阻大，據(jù)焦耳定律分析．

解答：解：（1）電熱水器裝滿(mǎn)水的體積：
V=10L=1×10^-2m³，
根據(jù)ρ=

m

V

可得，水的質(zhì)量：
m=ρ_水v=1×10³kg/m³×1×10^-2m³=10kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（62℃-22℃）=1.68×10⁶J；
（2）∵η=

Q吸

W

×100%，
∴消耗的電能：
W=

Q吸

η

=

1.68×106J

80%

=2.1×10⁶J，
根據(jù)W=Pt可得，給水加熱的時(shí)間：
t=

W

P

=

2.1×106J

2000W

=1050s；
（3）電熱水器通電后，電熱水器電阻和銅導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)，I_電爐絲=I_{導(dǎo)線(xiàn)}，通電時(shí)間t相同，
∵Q=I²Rt，R_電熱水器＞R_{導(dǎo)線(xiàn)}，
∴電流產(chǎn)生的熱量：
Q_電熱水器＞Q_{導(dǎo)線(xiàn)}，
從而出現(xiàn)水溫達(dá)到最高時(shí)，電熱水器連接的銅導(dǎo)線(xiàn)卻不怎么熱的現(xiàn)象．
答：（1）水吸收的熱量為1.68×10⁶J；
（2）給水加熱的時(shí)間是1050s；
（3）因?yàn)殡姞t絲的電阻大，產(chǎn)生的熱量多．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了密度公式、吸熱公式、效率公式、電功公式和焦耳定律的應(yīng)用，與生活相連，使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，計(jì)算時(shí)注意單位的統(tǒng)一．