题目内容
【题目】在一次课外活动中，小明同学对家用电器进行了相关的观察和研究，他以一个两用（晴天用太阳能、阴天用电加热）电热水器为观察研究对象，记录了有关数据．关闭家里的其它用电器，只将电热水器接入电路中烧水，用电热水器加热一满壶初温t0=30℃的水，观察电能表，电能表标有“220V 10A 50Hz 600r/KWh”字样，表盘在15min内转了240r，此时用温度计测得的水温为45℃，请你就这位同学在活动中获得的有关资料，求解有关问题：
电热水器的铭牌 | |
型号 | ×××两用电热水器 |
额定电压 | 220V |
额定功率 | 1800W |
容积 | 20L |
额定最高温度 | 75℃ |
（1）加热15min，水所吸收的热量；
（2）电热水器工作15min消耗的电能和电功率；
（3）晴天用太阳能加热，如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J，其中30%被水吸收，把上述质量、初温相同的水加热到相同的效果需要多长时间？（C水=4.2×103J/（kg℃）
【答案】
（1）解：一满壶水的体积：
V=20L=20dm3=0.02m3，
由ρ= 
可得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg，
水所吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×20kg×（45℃﹣30℃）=1.26×106J；
答：加热15min，水所吸收的热量为1.26×106J；
（2）解：电热水器工作15min消耗的电能：
W= 
=0.4kWh=1.44×106J，
电热水器的电功率：
P= 
= 
=1600W；
答：电热水器工作15min消耗的电能为0.4kWh，电功率为1600W；
（3）解：由η= 
×100%可得，电热水器接收到的太阳能：
W= 
= 
=4.2×106J，
因每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×104J，
所以，需要的时间：
t″= 
=50min．
答：把上述质量、初温相同的水加热到相同的效果需要50min．
【解析】（1）一满壶水的体积和其容积相等，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的比热容和初温、末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水所吸收的热量；（2）“600r/kWh”表示每消耗1kWh的电能，电能表转600转，据此求出电热水器工作15分钟转240r消耗的电能，根据P= 
求出电热水器的电功率；（3）根据η= ×100%求出电热水器接收到的太阳能，然后根据每分钟吸收太阳辐射的能量求出需要的时间．
