Question

【题目】如图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用。出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面上留下明亮的光环，方便夜间判断出水位置，避免烫伤：

(1)电热水瓶装有4 kg、初温为25℃的水时，电热水瓶在220V的电压下正常工作12min可以将水加热到100℃，则水吸收的热量是多少？

(2)若电热水瓶的加热管电阻为24.2Ω，在上述过程中，这个电热水瓶的加热效率是多少？

(3)已知圆柱形电热水瓶的出水口比内胆底高19 cm，当内胆装有2L水时，水面离内胆底8cm，此时，按住出水开关20s，出水电动机恰好能抽出1L的水。若不计出水管的体积和水的流速，不计能量损失，则出水电动机消耗的电能为多少？

Answer 1

【答案】(1)1.26×106J；(2)87.5%；(3)1.3 J

【解析】

(1)水吸收的热量

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×4kg×（100℃﹣25℃)=1.26×106J

(2)加热管工作时，电能全部转化为热能，所以，电热管消耗的电能

则电热水瓶的加热效率

(3)出水电动机对1L水做功时，水的重心升高的距离

h=0.19 m﹣0.08 m×=0.13 m

出水电动机对1L水所做的功

W =Gh=m水gh=ρV gh =1.0×103kg/m3×10-3 m3×10N/kg×0.13 m = 1.3 J

根据题意知道，出水电动机抽水时消耗的电能等于对水所做的功

W电 = W =1.3 J

答：(1)水吸收的热量是1.26×106 J；

(2)这个电热水瓶的加热效率是87.5%；

(3)出水电动机消耗的电能为1.3J。