题目内容
小芳家有一只用来烧开水的电热水壶,铭牌上标着“220V,1000W”字样.请你帮她设计一种方法,用来测量这只水壶烧水时的效率.写出所用器材、测量步骤,导出计算公式.
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);
用量杯量出水壶内的水,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.
用量杯量出水壶内的水,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=
Q吸 |
W |
解答:解:1.器材:温度计(量程为0℃~100℃),量杯,计时器(钟表),交流电压表(量程为250V).
2.实验步骤:
由铭牌可得电热水壶的电阻R=
=
=48.4Ω,
①用量杯量出适量体积的水V,则水的质量m=
,
②用温度计测出水的初温t0和水开时(末温)t,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=c水ρ水V(t-t0),
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=
=
=
.
3.计算公式:η=
=
=
.
2.实验步骤:
由铭牌可得电热水壶的电阻R=
| ||
P额 |
(220V)2 |
1000W |
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t0和水开时(末温)t,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=c水ρ水V(t-t0),
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=
U2 |
R |
U2 |
48.4Ω |
U2 |
48.4Ω |
⑤电热水壶的效率:
η=
Q吸 |
W |
c水ρ水V(t-t0) | ||
|
c水ρ水V(t-t0)×48.4Ω |
U2T |
3.计算公式:η=
Q吸 |
W |
c水ρ水V(t-t0) | ||
|
c水ρ水V(t-t0)×48.4Ω |
U2T |
点评:本题考查了学生对电功率公式、吸热公式Q吸=cm△t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.
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