Question

如图所示，电源电压是24V，电热器L₂的阻值是20Ω，移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为20V，求：
（1）电热器L₂20min产生的热量是多少？
（2）这些热量可使0.5kg 90℃的热水加热到多少℃？（标准大气压下）
（3）如果这些热能全部用来做功，可将100kg的物体提高几米？（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）已知电热器L₂的阻值和两端的电压，利用Q=I²Rt可求得电热器L₂20min产生的热量；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×80%，而Q_吸=cm△t，知道水的质量、比热容，可求水的温度升高值（注意1标准大气压下水的沸点为100℃）．
（3）物体运动距离运用公式W=Gh变形得h=

W

G

解答．

解答：解：（1）电压表测量灯泡两端的电压，电阻L₂与灯泡并联，故L₂两端的电压也为20V，
则电热器L₂产生的热量为Q=I²Rt=

U2

R

t=

(20V)2×20×60s

20Ω

=2.4×10⁴J；
（2）根据Q_吸=cm△t，则热水升高的温度：
△t=

Q吸

cm

=

2.4×104J

4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg

=11.4℃，
11.4℃+90℃=101.4℃＞100℃，
由于在标准大气压下水的沸点是100℃，所以热水只能加热到100℃；
（3）由公式W=Gh变形得物体升高的高度h=

W

G

=

W

mg

=

2.4×105J

100kg×10N/kg

=24m．
答：（1）电热器L₂20min产生的热量是2.4×10⁴J；
（2）这些热量可使0.5kg90℃的热水加热到100℃；
（3）如果这些热能全部用来做功，可将100kg的物体提高24米．

点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的理解与掌握，注意水的沸腾规律：水沸腾时，吸热但温度不变．