Question

16．某品牌电热水壶的铭牌上标着如表所示的数据．请计算：

热水壶容积	2.0L
额定电压	220V
加热功率	800W

（1）电热水壶正常工作时的电流？
（2）当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量？
（3）在额定电压下，烧开这壶水用时15min，则此电热水壶的效率是多少？（结果保留一位小数，水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

分析 （1）电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；
（2）当电热水壶装满水后水的体积和热水壶的容积相等，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）在额定电压下电热水壶的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水壶的效率．

解答 解：（1）由P=UI可得，电热水壶正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{800W}{220V}$≈3.6A；
（2）当电热水壶装满水后水的体积：
V=2L=2dm³=2×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水所需吸收热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt′=800W×15×60s=7.2×10⁵J，
此电热水壶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）电热水壶正常工作时的电流约为3.6A
（2）水吸收的热量为6.72×10⁵J；
（3）此电热水壶的效率约为93.3%．

点评 本题为电学和热学的综合计算题，考查了学生对电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式和效率公式的掌握和运用，要注意额定电压下用电器正常工作，其功率和额定功率相等，计算过程要注意单位的换算．