题目内容
4．
家庭电路的电压是220V，某品牌的家用厨宝（小体积快速电热水器）最大容积为10L，处于加热状态时的电功率是2.1kW，水温加热到60℃时，加热电路自动断开，水温降至40℃时，加热电路自动闭合，热水器贮满水某段时间水的温度随时间的变化图线如图所示（ρ水=1.0×103kg/m3，设电热水器加热时消耗的电能转化为水的内能效率为80%）．（1）将10L水由40℃加热至60℃至少消耗多少J电能【c水=4.2×103J/（kg•℃）】？
（2）热水器每加热一次需要多长时间？
（3）该热水器在注满水加热至60℃后继续通电24小时（中间没有用水）耗电多少度？
分析 （1）先根据密度的变形公式求出水的质量，然后根据热效率公式求出消耗的电能，并结合Q=cm△t进行计算；
（2）由W=Pt的变形公式即可求出热水器每加热一次需要的时间；
（3）根据温度随时间的变化图象得出每经过一次加热周期的时间，然后求出24小时一共经历了几个周期，再利用W=Pt求出消耗的电能．
解答 解：（1）水的质量：m水=ρV=1.0×103kg/m3×10×10-3m3=10kg；
10L水由40℃加热至60℃吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/kg•℃×10kg×（60℃-40℃）=8.4×105J，
消耗的电能：W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{80%}$=1.05×106J；
（2）由W=Pt可得，热水器每加热一次需要的时间：t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.05×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{3}W}$=500s；
（3）由温度随时间的变化图象得，每经过一次加热周期的时间：t=1.39×104s+500s=14400s，
则24小时一共加热的次数：n=$\frac{24×3600s}{14400s}$=6次，即在24小时内共加热6次；
热水器在注满水加热至60℃后连续工作24小时（中间没有用水）耗电：
W′=nPt′=6×2.1kW×$\frac{500}{3600}$h=1.75kW•h=1.75度．
答：（1）将10L水由40℃加热至60℃至少消耗1.05×106J的电能；
（2）热水器每加热一次需要500s；
（3）该热水器在注满水加热至60℃后连续工作24小时（中间没有用水）耗电1.75度．
点评 本题考查了密度公式的应用、热量的计算、电功的计算，是电学和热学的综合题，有一定难度．
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如图所示，工人用250N的力在10s内将重400N的物体匀速提升2m，在此过程中滑轮组的机械效率是80%，所做的额外功是200J．拉力的功率是100W．
如图所示，是一个内部有2节相同新干电池连接的电池盒，盒外有a、b、c、d 四个接线柱，测得 Uab=1.5V，Uad=3V，Ucd=0，试画出电池盒内的电池连接形式．
| A． | 雪花漫天飞舞说明分子在不停地做无规则运动 | |
| B． | 一个物体吸收热量时，温度一定升高 | |
| C． | 机械能为零的物体，它的内能也一定为零 | |
| D． | 汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较大 |
如图所示，闭合开关S，灯L不亮，电压表有示数．已知电路中各处均接触良好，请判断该电路中可能存在的故障（ ）| A． | 灯L短路或者电阻R短路 | B． | 灯L断路或者电阻R短路 | ||
| C． | 灯L短路或者电阻R断路 | D． | 开关S断路或者灯L短路 |