Question

【题目】如图甲所示是学校在教室给同学们准备的电热饮水机，它有加热和保温两种功能（由机内温控开关S控制），其简化电路如图乙所示，R.和R2均为发热电阻。待饮水机加满水后，小梦关闭了家中的其它用电器，只让饮水机工作，她观察到饮水机在加热状态时，电能表（如图丙所示）的转盘12 min转了600转，饮水机内水的温度从40℃加热到沸腾（1标准大气压），后转入保温状态。请你结合电能表提供的有关参数信息，解决以下问题：[g取10 N/kg，饮水机自身质量7.5kg，水箱容量2.5 L，水的比热容4.2×l03J/（ kg.℃）]

问题一：饮水机内的抽水机将水箱中的水加满（原来水箱中的水已经用完），抽水机提升水时做的功是多少？（提升水的高度为1 m）

问题二：饮水机放在水平桌面上时，与水平桌面的接触面积是40cm2，求饮水机装满水时，对水平桌面的压强是多少？

问题三：求饮水机的实际加热功率是多少？

问题四：求饮水机的加热效率是多少？

Answer 1

【答案】见解析所示

【解析】问题一：电热饮水机装满水时水的体积：V＝25L＝25dm3＝0.025m3，由ρ可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.025m3＝25kg，抽水机做的功：W＝G水h＝m水gh＝2.5kg×10N/kg×1m＝25J;问题二：饮水机与水平桌面的接触面积S＝40cm2＝410-3 m2,电热饮水机装满水时对水平地面的压力：F＝G＝（m水m饮水机）g＝（2.5kg7.5kg）×10N/kg＝100N，对水平地面的压强：p2.5×104Pa；问题三：饮水机工作12min消耗的电能W0.27.2105J, 饮水机的实际加热功率p1000W; 问题四:水吸收的热量Q吸＝cm(tt0)＝ 4.2×103J/（kg℃）×2.5kg×（100℃-40℃）＝6.3×105J, 饮水机的加热效率η87.5.