Question

10．小明家的电热水壶具有自动加水和加热两种功能，其装置如图所示．烧水时，先按下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热，当水沸腾时，加热装置自动停止加热．已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg，电热水壶的铭牌数据如表．求：
（1）自吸泵将1.2kg水提升0.5m，克服水的重力所做的功，如果自吸泵抽水效率为60%，需要消耗的电能．（g取10N/kg）
（2）电热水壶正常工作时，把1.2kg水从20℃加热到100℃用的时间是6min，电热水壶的热效率．

产品型号	BH-X22
额定电压	220V
频率	50Hz
加热功率	1200W
容量	1.2kg

Answer 1

分析 （1）根据W_有=Gh求出有用功，最后利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$即可求出自吸泵消耗的电能；
（2）先根据W=Pt求出消耗的电能，然后根据Q_吸=cm△t求出水吸收的热量，然后根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$求出电热水壶的热效率．

解答 解：（1）水的重力：G=mg=1.2kg×10N/kg=12N；
有用功：W_有=Gh=12N×0.5m=6J；
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可得，自吸泵消耗的电能：W_总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{6J}{60%}$=10J；
（2）电热水壶消耗的电能：W=Pt=1200W×6×60s=4.32×10⁵J；
把1.2kg水从20℃加热到100℃吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
则电热水壶的热效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{4.32×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）克服水的重力所做的功为6J，自吸泵消耗的电能为10J；
（2）电热水壶的热效率为93.3%．

点评 本题考查了重力、功、吸热公式、电功公式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键．