Question

1．中国茶文化源远流长，下表是芊芊家用的某型号的泡茶壶的部分技术参数．[ρ_水=1.0×10³kg/m³，C_水=4.2×10³J/（kg•℃]

泡茶壶
型号：JY-456
额定电压：220V	频率：50Hz
额定功率：1100W	容量：1L

（1）正常工作时该泡茶壶的额定电流是多大？
（2）若在该泡茶壶中装满温度为20℃的水，在一个标准大气压下将这些水烧开，则这些水需要吸收多少热量？
（3）若烧开（2）中的水共需要6min，则该泡茶壶的效率是多少（计算结果保留一位小数）？

Answer 1

分析 （1）知道泡茶壶的额定电压和额定功率，根据P=UI的变形公式I=$\frac{P}{U}$求出正常工作时该泡茶壶的额定电流；
（2）已知泡茶壶的容积和水的密度，根据密度公式的变形公式m=ρV求出壶内水的质量，
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，再利用吸热公式Q=cm（t-t₀）可求水烧开时吸收的热量．
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出泡茶壶工作6min消耗的电能，然后利用η=$\frac{Q}{W}$×100%求出该泡茶壶的效率．

解答 解：（1）由P=UI得，正常工作时该泡茶壶的额定电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A．
（2）水的体积V_水=1L=1dm³=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，壶中水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁵J．
（3）泡茶壶工作时间t′=6min=360s，
由P=$\frac{W}{t}$得，泡茶壶消耗的电能：
W=Pt′=1100W×360s=3.96×10⁵J；
则泡茶壶的效率为：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{3.96×1{0}^{5}J}$×100%≈84.8%．
答：（1）正常工作时该泡茶壶的额定电流是5A；
（2）这些水需要吸收3.36×10⁵J热量；
（3）该泡茶壶的效率是84.8%．

点评 本题主要考查学生对电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式及效率公式的掌握和应用量，关键是公式及其变形公式的灵活运用，熟记在一个标准大气压下水的沸点为100℃，解题过程中还要注意单位的换算，属于电热综合的常考题型．