Question

【题目】图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用。（水的比热容4.2×103J/（kg℃））

（1）出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置，避免烫伤。出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“”的透明胶片和小灯泡组成。出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像，相对于定位灯里透明胶片上的图案“”，桌面上所成的像是_____（选填“”“”“”或“”），而且这个像是_____（选填“放大”“等大”或“缩小”）的。

（2）该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件：水温25℃，水量4kg，沸腾温度100℃，电压220V”。若加热管的电阻为24.2Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少_____？

（3）已知圆柱形内胆的底面积为250cm2，出水口比最高水位高3cm。当内胆中装有2L水时，按住出水开关20s，出水电动机恰好能抽出1L的水。若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率约为多少W__________？

Answer 1

【答案】 放大 87.5% 0.065W

【解析】解：（1）由题意可知：刻有图案“”的透明胶片通过定位灯（凸透镜）、在桌子上成像且像距大于物距，根据凸透镜成像的规律可知所成的是放大的形状如的实像；（2）4kg温25℃的水加热至沸腾温度100℃所吸收的热量：

Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg℃）×4kg×（100℃﹣25℃）＝1.26×106J；消耗的电能：W＝Pt＝t＝×12×60s＝1.44×106J；η＝＝87.5%；（3）装4L水时，水的高度：h1＝＝16cm＝0.16m；则 2L水的高度为0.08m，1L水被提升的高度：h2＝××0.16m+0.08m+3×10﹣2m＝0.13m；电动机对1L水所做的功：W＝Gh2＝mgh2＝ρVgh2＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg×0.13m＝1.3J；出水电动机的输出功率约为：P＝＝0.065W。