题目内容

20.额定功率为840W的电水壶正常工作l0min,它所消耗的电能为0.14kW•h;如图所示为小王家中的电能表,当家里只有此电水壶正常工作时,电能表的转盘在这段时间内转504转,如果电水壶产生的热量全部被2千克的50℃的水吸收,能使(大气压为1标准大气压)水温升高50℃(c=4.2×103J/(kg•℃))

分析 (1)电水壶正常发光时的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出正常工作l0min消耗的电能;
(2)3600R/kW•h表示:电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3600R,据此求出电能表的转盘在这段时间内转的圈数;
(3)由题意可知水吸收的热量和消耗的电能相等,根据Q=cm△t求出水升高的温度,然后求出水的末温,1标准大气压下水的沸点为100℃,且水沸腾后温度不在升高,据此判断水的末温,然后求出水升高的温度.

解答 解:(1)由P=$\frac{W}{t}$可得,电水壶正常工作l0min消耗的电能:
W=Pt=840W×10×60s=5.04×105J=0.14kW•h;
(2)因电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3600R,
所以,电能表的转盘在这段时间内转的圈数:
n=0.14kW•h×3600R/kW•h=504R;
(3)由题意可知,水吸收的热量:
Q=W=5.04×105J,
由Q=cm△t可得,水升高的温度:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×2kg}$=60℃,
由△t=t-t0可得,此时水的末温:
t=△t+t0=60℃+50℃=110℃,
因1标准大气压下水的沸点为100℃,且水沸腾后温度不在升高,
所以,能使水温升高的温度:
△t′=t′-t0=100℃+50℃=50℃.
故答案为:0.14;504;50.

点评 本题考查了电功公式和吸热公式的应用以及电能表表盘转数的计算,要注意水沸腾以后温度不在发生变化.

练习册系列答案
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5.小红在“测量小灯泡电功率”实验中,有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为U=2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω,1A”、R2“20Ω,0.5A”和R3“50Ω,0.2A”的滑动变阻器各一个、导线若干.

(1)请用笔画线代替导线,将如图1的实物电路连接完整.
(2)小红设计了图2所示的电路,她应选用规格为R2的滑动变阻器(选填“R1”、“R2”或“R3”),该实验中滑动变阻器的作用是改变电压和保护电路.
(3)正确连接电路后,闭合开关,小灯泡因接触不良导致不亮,此时电流表无示数,电压表有示数(选填“有”或“无”).
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U-I图象如图3所示,小灯泡的额定功率为0.625W.
(5)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝电阻受温度的影响(或温度越高电阻越大).
(6)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率.步骤如下:
①按照如图4所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P=UI(或2.5V×I).
(7)小红完成“测量小灯泡的电功率”的实验后,继续分别用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系.她依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω接入电路中,调整滑动变阻器滑片,使电压表的示数不变.得到如图5所示的电流I随电阻R变化的图象,小红控制电压表的示数为2.5V不变.从而得出:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.

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