Question

下图是家庭常用的电热水壶．
（1）结合你对电热水壶的了解，就电热水壶的结构和使用过程中出现的一些现象，提出一个与物理有关的问题，并给出简要回答．
示例：问题：用电热水壶烧水时，壶嘴为什么冒白汽？
答：是水蒸气从壶嘴冒出后，遇冷液化形成小水珠的缘故．
问题：

 

．
答：

 

．
（2）暑假里的一天，李红去商店购买电热水壶，售货员给他了一份推销××牌电热水壶的宣传广告，其内容如下：

请你根据上面提供的信息，计算：
①电热水壶正常工作时的电阻是多少？
②电热水壶正常工作3分钟消耗多少电能？
③请你估计本地夏季自然界中水的温度为

 

℃，根据你的估计值，若将一壶水烧开需要吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃），气压为1标准大气压]
④根据上述计算结果，请你对上述宣传广告中“电热水壶的优点”有关内容作出评价．并给消费者提一条有益的建议．

Answer 1

分析：（1）认真分析电壶的各部分结构，由电壶的结构联系所的物理规律设置问题及答案；
（2）①由电水壶的铭牌信息，可知额定功率及额定电压，由功率公式可求得电水壶的电阻；
②由电功公式可求得电水壶在3min内消耗的电能．
③夏天水温约为10～35℃，可以估计任意值，但应考虑计算简单化；由水的比热可求得水热开所需要的热量；
④比较加热水所需能量及3min内电水壶消耗的能量，可知广告的真伪，从而提出合理建议．

解答：解：（1）可以从以下角度进行分析：
①用电热水壶烧水为什么不能灌的太满？因为水热胀冷缩，水受热膨胀溢出有危险．
②电热水壶的提手为什么用胶木的？因为胶木是绝缘体和热的不良导体．
③电源插头处为什么用较好的绝缘材料？防止漏电等．合理即可．
（2）①电热水壶的额定功率P=1000W，额定电压U=220V由P=

U2

R

得：
电热水壶的电阻：R=

U2

P

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω．
②电热水壶工作3min消耗的电能：W=Pt=1000W×3×60s=1.8×10⁵J；
③估计的水温只要在10℃～35℃之间皆可；
一壶水的体积V=2L=2.0×10^-3m³，水的密度ρ=1.0×10³Kg∕m³；
一壶水的质量m=ρV=1.0×10³Kg∕m³×2.0×10^-3m³=2Kg；
若估计的水温按20℃，用这种电热水壶烧开一壶水需要吸收的热量为：
Q=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×2Kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（水的初温取值范围：10℃～35℃，吸收的热量范围：（7.56～5.46）×10⁵J均为正确）
④电热水壶3min内产生的热量Q=W=1.8×10⁵J，该热量远远小于烧开一壶水所用的热量（或电热水壶3分钟消耗的电能远小于烧开一壶水需要的热量），所以3分钟不可能将水烧开，此宣传广告不可信．
请消费者慎对宣传广告，购买前要科学分析、充分了解后再买．答案合理即可．
答：①电热水壶的电阻为48.4Ω；
②电热水壶3min内消耗的电能为1.8×10⁵J；
③20（10～35℃之间均可），将水烧开所吸收的热量为6.72×10⁵J；
④请消费者慎对宣传广告，购买前要科学分析、充分了解后再买．

点评：本题考查物理知识在生活中的应用，在生活中要做有心人，将身边的用品所用到的物理知识要多做分析．