Question

如图所示是小明家中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所给的信息完成下列问题：
（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用

连通器

原理来工作．
（2）把初温为20℃的一满壶水在一个标准大气压下烧开，谁需要吸收多少热量？
（3）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）、g=10N/kg]
（4）小明家用电表标有“3000r/KW?h”．小明在利用该热水器烧水时发现电能表每分钟转动了120r，请判断小明在烧水过程中还有其他用电器在工作吗？

Answer 1

分析：（1）根据连通器的原理可知，壶内水位的玻璃管与壶内的水位是相平的，通过观察玻璃管内水位的高低就可判断壶内水位的高低．
（2）已知水壶的容积和水的密度，根据公式m=ρV求出壶内水的质量，再利用公式Q=cm△t可求水烧开时吸收的热量．
（3）在不计热量损失的情况下，水吸收的热量等于消耗的电能，Q=W，水壶的额定功率已知，根据公式t=

W

P

可求电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间．
（4）3000r/kW?h的含义是：电路中每消耗1kW?h的电能，表盘转3000r；可求出表盘转了120r消耗的电能，又知道工作时间，可利用公式P=

W

t

计算电路消耗的总功率，将总功率与热水器的额定功率比较即可确定是否还有其它用电器工作．

解答：已知：V=1.2L=1.2×10^-3_m3  ρ=1.0×10³kg/m³  T₀=20℃T=100℃c=4.2×10³J/（kg?℃）  P=1500W  n=120r  t₀=1min=

1

60

h
解：
（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的．
（2）∵ρ=

m

V

∴装满水时水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
烧开水吸收的热量：Q=cm（T-T₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J．
（3）∵P=

W

t

∴烧开一满壶水的时间：t=

W

P

=

4.032×105J

1500W

≈269s．
（4）因为电路中每消耗1kW?h的电能，表盘转3000r．
所以当表盘转了120r时，消耗的电能为：
W_总=

120r

3000r/kW?h

=0.04kW?h，
家庭电路的总功率为P_总=

W总

t0

=

0.04kW?h

1 60 h

=2.4kW=2400W
∵2400W＞1500W，∴还有其它用电器在工作．
答：
（1）连通器；
（2）烧开水吸收的热量为4.032×10⁵J．
（3）烧开一壶水的时间大约269s．
（4）还有其它用电器在工作．

点评：本题考查质量、热量、电功率、时间等的计算以及连通器的原理、电能表参数的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道没有热量损失时吸收的热量等于消耗电能释放的热量，解题过程中还要注意单位的换算．