Question

有一只用来烧开水的电热水壶，铭牌上标着“220V，1000W”字样，请你说出一种方法，用来测量这只水壶烧水时的效率．
供你使用的材料和器材有：
足量的水、量杯、钟表、交流电压表（量程250伏）、温度计（量程O℃-100℃）．
要求：写出测量步骤，导出计算公式．

Answer 1

【答案】分析：由电热水壶的铭牌可知电热水壶的额定电压和额定功率，可求电热水壶的电阻，利用交流电压表测出电热水壶两端的实际电压，求出电热水壶的实际功率，用钟表测出烧开一壶水用的时间，利用W=Pt求消耗的电能（总能量）；
用量杯量出适量体积的水，利用密度公式求水的质量，再测出水的初温和烧开时水的末温，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；
最后利用效率公式η=×100%求解．
解答：解：由铭牌可得电热水壶的电阻R==48.4Ω，
实验步骤：
①用量杯量出适量体积的水V，则水的质量m=ρ_水V，
②用温度计测出水的初温t和水开时（末温）t，水吸收的热量Q_吸=c_水m（t-t）=c_水ρ_水V（t-t），
③用钟表测出烧开一壶水用的时间T，
④利用交流电压表测出电热水壶两端的实际电压U，电热水壶的实际功率P==；实际消耗的电能：W=Pt=T，
⑤电热水壶的效率：
η===×48.4Ω．
计算公式：η=×48.4Ω．
点评：本题考查了学生对公式W=Pt和公式Q_吸=cm△t中物理量的掌握及应用，本题涉及知识点多，要求灵活选择仪器测量水的体积、初温和末温、实际电压、加热时间．