Question

如图所示，烧瓶中装有0.3 kg煤油，电阻丝的阻值为10 Ω，闭合开关．调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数为2 A时通电5 min，煤油的温度由20℃升高到30℃．[c_煤油＝2.1×10³·℃)]

求：(1)煤油吸收的热量；

(2)电阻丝加热煤油的效率．

Answer 1

答案：
解析：

答：(1)煤油吸收的热量为6300 J． 　　(2)电阻丝加热煤油的效率为52.5％． 　　分析：(1)知道煤油的质量，煤油的比热容和温度变化，可利用热量公式Q吸＝cm(t－t0)计算出煤油吸收的热量． 　　(2)从图可知，电阻丝与滑动变阻器串联，电流表测量的是整个电路中的电流．知道电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流和通电时间，可利用公式Q＝I2Rt计算出电流通过电阻丝放出的热量，再利用公式η＝计算出电阻丝加热煤油的效率． 　　解答：解： 　　(1)∵c煤油＝2.1×103 J/(kg·℃)，m＝0.3 kg，t0＝20℃，t＝30℃， 　　∴煤油吸收的热量为：Q吸＝c煤油m(t－t0)＝2.1×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×(30℃－20℃)＝6300 J． 　　(2)∵电阻丝与滑动变阻器串联，电流表测量的是整个电路中的电流， 　　∴通过电阻丝的电流为I＝2 A， 　　而R＝10 Ω，t＝5 min＝300 s， 　　∴电流通过电阻丝放出的热量为：Q＝I2Rt＝(2 A)2×10 Ω×300 s＝1.2×104 J， 　　则电阻丝加热煤油的效率为：η＝＝＝52.5％． 　　点评：本题考查了学生对吸热公式和焦耳定律公式的掌握和运用，以及对能量利用效率的理解和应用，是一道电学与热学的综合应用题，在计算过程中要注意单位的换算．

提示：

热量的计算；能量利用效率；焦耳定律的计算公式及其应用．