Question

（2012?宜宾县一模）小明家某电水壶的铭牌信息如图所示电水壶在标准大气压下工作．（c_水=4.2×10³J/（kg?℃））电水壶装满初温20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7min．
求：
①水吸收的热量是多少？
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？
③农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0%．求：这时电水壶的实际功率（电阻不随温度改变）

Answer 1

分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（在标准大气压下，水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；
（2）从铭牌知道电水壶的功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电水壶烧水过程中的能量转化效率；
（3）根据铭牌（额定电压、额定功率）求出电水壶中的电阻丝的阻值，再求出用电高峰时的实际电压，利用P=

U2

R

求电水壶的实际电功率．

解答：解：（1）水吸收的热量（有用能量）：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
（2）电水壶在额定电压下，P=P_额=2000W，工作7min消耗电能（总能量）：
W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵J，
电水壶烧水过程中的能量转化效率：
η=

Q吸

W

=

6.72×105J

8.4×105J

=80%；
（3）电水壶中的电阻丝的阻值：
R=

U 2 额

P额

=

(220V)2

2000W

=24.2Ω，
用电高峰时的实际电压：
U_实=U_额（1-10%）=220V×

90

100

=198V，
电水壶的实际功率：
P_实=

U 2 实

R

=

(198V)2

24.2Ω

=1620W；
答：①水吸收的热量是6.72×10⁵J；
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是80%；
③这时电水壶的实际功率为1620W．

点评：本题是一道电学和热学的综合计算题，考查了热量和电功的计算，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意用公式W=Pt计算时的单位要配套．