题目内容

20.一个容量为800mL的自动电热水壶,额定电压为220V,额定功率为1100W,里面装满初温为20℃的水.【外界大气压为一个标准大气压,电水壶的电阻不变,C水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3】
(1)求电热水壶正常工作时的电阻.
(2)如果不计热量损失,电水壶正常工作烧开这么多的水需要多长时间?
(3)如果供电电压降到200V,它的实际功率多大?

分析 (1)已知电水壶的额定功率和额定电压,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算电阻;
(2)知道水的质量和温度的变化,根据Q=cm(t-t0)求出水最少需要吸收的热量;根据Q=W=Pt求出最小加热时间;
(3)已知电阻大小,可根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算实际功率.

解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得,电热水壶正常工作时的电阻:R=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1100W}$=44Ω;
(2)壶内水的体积V=800mL=800cm3,
由ρ=$\frac{m}{V}$得,水的质量:m=ρV=1g/cm3×800cm3=800g=0.8kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.8kg×(100℃-20℃)=2.688×105J;
由P=$\frac{W}{t}$得,则最小加热时间:
t=$\frac{W}{{P}_{额}}$=$\frac{{Q}_{吸}}{{P}_{额}}$=$\frac{2.688×1{0}^{5}J}{1100W}$≈244s;
(3)电压为200V时的实际功率:P实=$\frac{{{U}_{实}}^{2}}{R}$=$\frac{(200V)^{2}}{44Ω}$≈909W.
答:(1)电热水壶正常工作时的电阻为44Ω;
(2)如果不计热量损失,电水壶正常工作烧开这么多的水需要244s;
(3)如果供电电压降到200V,它的实际功率是909W.

点评 本题考查了电功与热量的综合题,要注意不计热量损失电热水壶消耗的电能全部被水吸收;求实际功率是本题的难点.

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