Question

19．图甲是小红家一台快速电热水壶，铭牌如图乙所示，为了测量它烧水时的实际功率，小红和父亲台作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.6kg、20℃的水，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℃所用的时间是4min同时观察到家中电能表（电能表上标有1500revs/kW．h）转过的转数正好为90转（r）．水的比热容：c=4.2×10³J/（kg•℃）．请根据相关信息求：
（1）电水壶中水吸收的热量．
（2）电水壶烧水的实际功率．
（3）电水壶加热的效率．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，根据Q_吸=cm（t₂-t₁）求出水吸收的热量；
（2）根据电能表的参数可知，每消耗1kW•h的电能转盘转过1500转，据此求出此时电水壶消耗的电能，再利用P=$\frac{W}{t}$求出电水壶烧水时的实际功率；
（3）水吸收的热量除以消耗的电能即为电水壶加热的效率．

解答 解：（1）电水壶中水吸收的热量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃-20℃）
=2.016×10⁵J；
（2）电水壶消耗的电能为：
W=$\frac{90r}{1500r/kW•h}$=0.06kW=0.06×3.6×10⁶J=2.16×10⁵J，
电水壶烧水时的实际功率：
P_实=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.16×1{0}^{5}J}{4×60s}$=900W；
（3）电水壶加热的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{2.016×1{0}^{5}J}{2.16×1{0}^{5}J}$≈93.3%．
答：（1）电水壶中水吸收的热量为2.016×10⁵J；
（2）电水壶烧水的实际功率为900W；
（3）电水壶加热的效率为为93.3%．

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．