Question

2．如图甲所示，是一则公益广告，浓浓的孝心透着社会主义核心价值观．小明的爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图乙（甲部分）所示，电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图乙（乙部分）所示，求：
（1）此时足浴器的工作电流．（计算结果保留一位小数）
（2）足浴器装入最大容量初温为22℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量．
（3）上述加热过程耗时16min，该足浴器的热电效率．

Answer 1

分析 （1）知道电热足浴器的加热功率和额定电压，根据P=UI的变形公式I=$\frac{P}{U}$求出此时足浴器的工作电流；
（2）根据ρ=$\frac{m}{V}$的变形公式m=ρV求出水的质量，再利用Q_吸=cm（t-t₀）求出水所吸收的热量；
（3）根据W=Pt求出电热足浴器消耗的电能，然后根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该足浴器的热电效率．

解答 解：（1）由图2可知，此时电热足浴器的电功率P=500W，
由P=UI得，此时足浴器的工作电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.3A；
（2）足浴器装入最大容量时水的体积V=5L=5dm3=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
则水所吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（42℃-22℃）=4.2×10⁵J；
（3）加热时间t=16min=960s，
由P=$\frac{W}{t}$得，电热足浴器消耗的电能：
W=Pt=500W×960s=4.8×10⁵J，
则该足浴器的热电效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.8×1{0}^{5}J}$×100%=87.5%．
答：（1）此时足浴器的工作电流为2.3A；
（2）当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×10⁵J；
（3）上述加热过程耗时16min，该足浴器的热电效率为87.5%．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了学生对吸热公式、电功及电功率公式的灵活运用，关键是从题目图片中找出有用的信息，与生活实际相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位统一．