题目内容
【题目】小明家有一个容量为1.2L的自动电热水壶,铭牌上标有“220V 1000W”字样,将其装满初温为20℃的水后接入家庭电路中.小明家的电子式电能表的表盘上标有“3000imp/kWh”(imp指的是电能表上指示灯闪烁的次数).求:[水的比热容为4.2×103J/(kg℃),外界大气压为一个标准大气压]
(1)电热水壶正常工作时的电阻;
(2)如果不计能量损失,电水壶正常工作烧开一满壶水需要的时间.
(3)如果此时其他用电器全部关闭,电能表表盘指示灯闪烁次数.
【答案】
(1)解:由P=
可得,电热水壶正常工作时的电阻:
R=
=
=48.4Ω
(2)解:由ρ=
可得,电热水壶中水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg,
电热水壶烧开水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×1.2kg×(100℃﹣20℃)=4.032×105J,
不计能量损失,则电热水壶消耗的电能:
W=Q吸=4.032×105J,
由P=
可得,电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间:
t′=
=
=403.2s
(3)解:电热水壶消耗的电能:
W=4.032×105J=4.032×105×
kWh=0.112kWh;
根据电能表参数“3000imp/kWh”可知,指示灯闪烁一次消耗的电能为
kWh,
则这段时间内电能表表盘指示灯闪烁次数:
n=
=336次
【解析】(1)已知电热水壶的额定电压和额定功率,根据P=UI=
求出电热水壶正常工作时的电阻;(2)已知水壶的容积和水的密度,利用密度公式计算壶内水的质量,再利用公式Q=cm△t可求水烧开时吸收的热量;在不计能量损失的情况下,水吸收的热量等于消耗的电能,Q=W,水壶的额定功率已知,根据公式P=
求电水壶正常工作时烧开一满壶水需要的时间;(3)已知脉冲式电能表表盘上有“3000imp/kWh”的信息,指示灯闪烁一次消耗的电能为
kWh,消耗的电能已经求出,可求指示灯闪烁的次数.