Question

3．如图1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．小姬的爷爷网购了一台电热足浴器，其铭牌的部分参数如图2所示，电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图3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）由铭牌可知电热足浴器的额定电压和额定功率，根据I=$\frac{P}{U}$求出正常工作时的电流；
（2）根据密度公式变形可求得水的质量，利用Q=cm△t可求得水所吸收的热量．
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求得消耗电能，然后利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可求得足浴器的热电效率．

解答 解：（1）由图3可以看出这时500W的指示灯亮，
由P=UI得，此时足浴器的工作电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.3A，
（2）已知V_水=5L=5dm³=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水所吸收的热量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（42℃-22℃）=4.2×10⁵J；
（3）水吸收的热量来源于电流做功，由P=$\frac{W}{t}$得，
消耗电能W=Pt=500W×16×60s=4.8×10⁵J，
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）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 本题考查了电流、电功和热量的计算，是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位换算要正确．