Question

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示．
（1）由表格可知，发热体R的电阻要比红色指示灯L的电阻______（选“大”或“小”）得多；
（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关______（选填“串联”或“并联”）起来使用；
（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热8min指示灯就熄灭了，则此过程中水吸收的热量是______J，电热水袋的发热效率为______%．

额定电压	220V	袋内装水	1L
额定热功率	500W	自动断电温度	65℃
指示功率	≤0.2W

Answer 1

解：（1）由电路图可知，指示灯和发热体并联，两端的电压相等，
由表格数据可知，指示功率远小于额定热功率
根据P=可知，发热体R的电阻要比红色指示灯L的电阻小得多；
（2）因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，因此这两个开关是串联的；
（3）根据ρ=可得，热水袋中的水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J．
消耗的电能：
W=Pt=500W×8×60s=2.4×10⁵J，
则该电热水袋的发热效率：
η=×100%=×100%=87.5%．
故答案为：
（1）小；
（2）串联；
（3）2.1×10⁵；87.5．
分析：（1）已知指示灯L的电阻比发热体R的额定电压和额定功率，根据R=可知两电阻的大小关系；
（2）两开关串联时，相互影响，必须都闭合电路才能工作，并联时，互不影响，闭合任何一个都能使电路工作；
（3）根据密度公式求出袋内水的质量，根据热量的计算公式Q=cm△t计算出水吸收的热量，根据W=Pt计算出消耗的电能，根据η=×100%就可以求出电热水袋的发热效率．
点评：本题由电热水袋入手考查相关的物理知识，熟练应用电功率公式、吸热公式、电功公式和效率公式是关键，同时要注意从表格中得出相关的信息．