Question

（2013?黄埔区一模）如图1是小黄家一台快速电热水壶，铭牌如图2．为了测量它烧水时的实际效率，小黄和父亲合作进行了如下实验：将20℃的水加至电水壶最大容积刻度线，关掉家里所有用电器，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间恰好是5min．同时观察到家中电能表（见图3）转过的圈数正好为150圈（r）．请根据相关信息求：

（1）电水壶中加入水的质量；
（2）电水壶中水吸收的热量；
（3）电水壶烧水的实际电功率；
（4）电水壶加热的效率；[水的比热容c=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）已知电热水壶的最大容积是1L，由密度公式的变形公式可以求出水的质量．
（2）由热量公式可以求出水所吸收的热量．
（3）由图示电能表铭牌、根据电能表转过的圈数求出电热水壶消耗的电能，然后由功率公式求出实际功率．
（4）根据效率公式求出效率．

解答：解：（1）∵ρ∴=

m

V

，
水的质量m=ρV=1g/cm³×1000cm³=1000g=1kg，
（2）水吸收的热量
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×80℃
=3.36×10⁵J；
（3）消耗的电能W=

150r

1500r/kW?h

=0.1kW?h=3.6×10⁵J，
电水壶烧水的实际功率P=

W

t

=

3.6×105J

60s×5

=1200W；
（4）电水壶加热的效率η=

Q

W

=

3.36×105J

3.6×105J

≈93%；
答：（1）电水壶中水的质量是1kg；
（2）电水壶中水吸收的热量是3.36×10⁵J；
（3）电水壶烧水的实际功率是1200W；
（4）电水壶加热的效率是93%．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位变换要正确．