题目内容

11.如图甲是小明爸爸给爷爷买的保健足浴盆,图乙是足浴盆的简化电路图,浴盆附带说明书上相关参数如表,请根据这些信息完成下列问题:
(1)在足浴盆中加入5kg水,在加热状态下加热了500s,水温从20℃升高到40℃,求足浴盆的加热效率.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
型号B25
额定电压220V
加热功率1000W
电动机功率22W
(2)电动机工作时,主要把电能转化为机械能,还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉.若电动机线圈电阻为20Ω,求电动机正常工作10min产生的热量.

分析 (1)利用水的吸热公式求出水吸收的热量;根据功率公式求出消耗的电能,结合效率公式求出加热效率;
(2)根据P=UI求出线圈中的电流,利用焦耳定律求出电动机所产生的热量.

解答 解:(1)水吸收的热量:
Q1=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J
由P=$\frac{W}{t}$得加热时消耗的电能为:
W1=P1t1=1000W×500s=5×105J,
加热效率为:
η=$\frac{{Q}_{1}}{{W}_{1}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{5×1{0}^{5}J}$×100%=84%;
(2)由P=UI可得通过电动机的电流为:
I2=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1A,
电动机产生的热量为:
Q2=${I}_{2}^{2}$R2t2=(0.1A)2×20Ω×600s=120J.
答:(1)足浴盆的加热效率84%;
(2)电动机正常工作10min产生的热量120J.

点评 此题主要考查学生对于物质吸热、电功率和焦耳定律的理解和掌握,熟悉公式是解题关键.

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