题目内容

【题目】下表是小明家未拆封的电热水器包装箱的铭牌.电热水器安装完毕后注满水,电热水器正常工作,电热水器中 的水从15℃升高到35℃用了 40min.请你根据表中的有关信息解决以下问题.

储水式热水器

额定电压220V

容量50L

额定功率2 000W

总质量18 kg

外形尺寸(长、宽、高)100 cm×60 cm×50 cm

额定最高温度75℃

堆码层数极限4

(1)“堆码层数极限4”是指包装箱平放时最大堆放层数为4.现在水平地面上平放着4个未拆封的电热水器包装箱,小明将它们整齐堆放成如图所示的情景.请计算图中包装箱对水平地面的压强;(g取10N/kg)

(2)如果(1)中的堆放过程用时15秒,请计算小明堆放过程中,克服包装箱重力做功的功率;

(3)求电热水器中的水从15℃升高到35℃吸收的热量;

(4)求电热水器的加热效率.

【答案】(1)1200Pa(2)36W(3)4.2×106J(4)87.5%

【解析】

(1)4个包装箱对地面的压力为:

包装箱与水平地面的接触面积为:S=100cm×60cm=0.6m2

包装箱对水平地面的压强为:

(2)每个包装箱的重力:G=mg=18kg×10N/kg=180N,
已知包装箱平放时的高度为50cm=0.5m,
将第2个包装箱放在第1个包装箱上面,其上升的高度为h1=0.5m,
克服重力做功:W1=Gh1=180N×0.5m=90J,
将第3个包装箱放在第2个包装箱上面,其上升的高度为h2=2×0.5m=1m,
克服重力做功:W2=Gh2=180N×1m=180J,
将第4个包装箱放在第3个包装箱上面,其上升的高度为h3=3×0.5m=1.5m,
克服重力做功:W3=Gh3=180N×1.5m=270J,
工人师傅对包装箱所做的总功:W总=W1+W2+W3=90J+180J+270J=540J,
做功的功率:
(3)由可得,水的质量m=ρV=1.0×10-3kg/ m3×50×10-3m3=50kg;
水吸收的热量:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg℃)×50kg×(35℃-15℃)=4.2×106J;
(4)电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min,由得,此过程中消耗的电能:

加热效率:

练习册系列答案
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【题目】温州地区常受台风侵袭,为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为10,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为14,电压表量程0~3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。

风级

一级

二级

三级

四级

五级

六级

风速v(m/s)

0.3~1.5

1.6~3.3

3.4~5.4

5.5~7.9

8.0~10.7

10.8~13.8

风压p(pa)

0.055~1.4

1.6~6.8

7.2~18

18.9~39

40~72

72.9~119

表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。

(1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻______。(选填“变大”、“不变”或“变小”)

(2)当电压表示数U为2V时,风速仪所测的风为几级______?(写出计算过程)

(3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算,他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R0损坏,他将其换成了阻值为5的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。

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