题目内容

3.如图所示为网上热销的一款国产电热水壶,为了验证其广告所述热效率的真实性,小红同学决定进行实验探究.表一是电热水壶的铭牌:表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据:已知水的比热容为c水=4.2×l03J/(kg•℃).求:
表一:
产品型号SWF12P1A-150
额定电压U/V220
电源频率f/Hz50
额定功率P/W1200
容量V/L1.2
表二:
电源电压U电/V220
壶内水的质量m/kg1
水的初温t1/℃33
水的沸点t2/℃98
水从初温加热至刚沸腾的时间t/s250
(1)电热水壶的电阻(保留1位小数);
(2)当电热水壶实际工作电压为110V时,它的实际功率(保留整数);
(3)电热水壶的效率.

分析 (1)由铭牌可知电热水壶的工作电压和功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电热水壶的电阻;
(2)知道电热水壶的电阻和实际电压,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电热水壶的实际功率;
(3)根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量,根据W=Pt求出消耗的电能,利用效率公式求出电热水壶的效率.

解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,电热水壶的电阻:
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{(220V)^{2}}{1200W}$≈40.3Ω;
(2)当电热水壶实际工作电压为110V时,它的实际功率:
P实=$\frac{{U}_{实}^{2}}{R}$=$\frac{(110V)^{2}}{\frac{121}{3}Ω}$=300W;
(3)水吸收的热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(98℃-33℃)=2.73×105J,
电水壶250s消耗的电能:
W=Pt=1200W×250s=3×105J,
加热效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{2.73×1{0}^{5}J}{3×1{0}^{5}J}$×100%=91%.
答:(1)电热水壶的电阻约为40.3Ω;
(2)当电热水壶实际工作电压为110V时,它的实际功率为300W;
(3)电热水壶的效率为91%.

点评 本题考查了电功率公式的灵活应用和吸热公式、电功公式、效率公式的应用,关键是从表格中得出相关的信息.

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