Question

8．小明購買了一只容積為l.2L的電熱水壺．

（1）他往壺中裝滿了溫度為25℃的水，若使壺中的水加熱至沸騰（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），需要吸收3.78×10⁵ J的熱量；該電熱水壺標(biāo)有“220V 1500W”字樣，將其單獨(dú)連接在電路中發(fā)現(xiàn)電能表（如圖1所示）上的鋁盤1min內(nèi)轉(zhuǎn)了50轉(zhuǎn)，電熱水壺的實(shí)際功率是1000W，此時(shí)加熱7mim將水燒開，則該電熱水壺的熱效率為90%．（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）
（2）請(qǐng)將如圖2所示電水壺的3條接線按照安全用電的原則對(duì)應(yīng)連接到插頭上（導(dǎo)線不交叉）．
（3）小明在燒水過程中“觀察水的沸騰”，觀察到水沸騰前和沸騰時(shí)水中氣泡的上升情況不同，如圖3中a、b所示，則：圖b是水在沸騰前的情況，圖a是水在沸騰時(shí)的情況，在圖a中，氣泡上升過程中受到的液體壓強(qiáng)減�。�（選填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量；根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
根據(jù)3000R/kW•h的含義求出電熱水器消耗的電能，然后P=$\frac{W}{t}$求出電熱水器的實(shí)際功率；
由W=Pt計(jì)算電熱水壺加熱7mim將水燒開消耗電能，由η=$\frac{Q}{W}$計(jì)算電熱水壺的熱效率；
（2）對(duì)于三線插頭和三孔插座的連接，帶保險(xiǎn)絲的線應(yīng)與火線連接，才能起到保護(hù)作用，另一條與零線連接，才能形成通路，地線應(yīng)與電水壺的金屬外殼連接；
（3）水沸騰時(shí)和沸騰前現(xiàn)象：沸騰時(shí)有大量的氣泡產(chǎn)生，并且氣泡在上升過程中體積逐漸增大，最后破裂；沸騰前氣泡在上升過程中，體積逐漸減小．由p=ρgh分析氣泡上升受到液體的壓強(qiáng)變化．

解答 解：
（1）壺中裝滿水的體積V=1.2L=1.2×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將水燒開水吸收的熱量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-25℃）=3.78×10⁵ J；
1min電熱水器實(shí)際消耗的電能：W=$\frac{50}{3000}$kW•h×3.6×10⁶J=6×10⁴J，
電熱水器的實(shí)際功率：P_實(shí)=$\frac{{W}_{實(shí)}}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{60s}$=1000W；
加熱水電熱水器消耗電能：W′=P_實(shí)t=1000W×7×60s=4.2×10⁵ J，
所以該電熱水壺的熱效率：η=$\frac{Q}{W′}$×100%=$\frac{3.78×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{5}J}$×100%=90%；
（2）帶保險(xiǎn)絲的一端與火線連接，中間一條與零線連接，接電水壺外殼的一條與地線連接，如圖所示：
；
（3）a中氣泡在上升的過程中逐漸變大，所以是沸騰時(shí)的現(xiàn)象，b中氣泡在上升過程中逐漸變小，是沸騰前的現(xiàn)象；
氣泡上升過程中其深度逐漸減小，由p=ρgh可知，氣泡受到的液體壓強(qiáng)減小．
故答案為：（1）3.78×10⁵ ；1000；90%；（2）見上圖；（3）b；a；減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度、電能、電功率、效率公式的應(yīng)用，電路連接以及沸騰現(xiàn)象認(rèn)識(shí)和理解等，考查知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)．三條線的連接都有它特定的作用，絕不可以隨意連接，搞清保險(xiǎn)絲的保護(hù)作用和地線的保護(hù)作用及其原理，才能理解為什么要這樣連接．