题目内容

如果你家要买一个GBEP系列的电饭煲,家长不知应该选购下表所列的哪种型号.
型号GBEP-10GBEP-30GBEP-50GBEP-120
电源220V-150Hz220V-150Hz220V-150Hz220V-150Hz
额定功率(W)3005007002000
煮米量(kg)0.1-0.30.4-1.40.8-2.42.0-8.0
煮饭方式直接加热直接加热直接加热直接加热
容积(L)1.03.05.012.0
重量(kg)2.382.623.034.65
附件饭勺、蒸笼、量杯、电源线
(1)请你根据你家的实际情况,向家长提出应购型号的合理建议.
(2)GBEP系列电饭煲的简化电路如图所示,现有熔断电流分别为0.5A、1.5A、2.5A、3.5A、6.0A、10A的保险丝,请从中为你所购电饭煲选择最合适的一种保险丝备用.
(3)若要粗略测量所购电饭煲的煮饭效率η(将消耗的电能用于加热锅内被煮物质的效率),可将该电饭煲内锅装满水,(水位位于电饭煲内锅壁的最高刻度处),接入220V家庭电路,将水煮沸,用这种方法粗略测量所购电饭煲的煮饭效率η,除已知的物理量外,还需要测量的物理量有哪四个?需要用到的公式有哪些?请写出用已知的物理量和待测表达式的η的计算式.

【答案】分析:(1)购买哪种型号的电饭锅要综合考虑多方面因素,锅的煮米量要够全家人一顿吃的,要尽量节约能源;
(2)根据导出式I=,计算所选型号电饭锅的额定电流,按熔断电流略大于电饭锅的额定电流的原则来选择保险丝;
(3)煮饭效率等锅内食物吸收的热量与消耗的电能的比值,
食物吸收的热量可以由热量的计算公算出,即:Q吸=cm(t-t),其中水的质量可以由m=ρV算出,这样锅内水的末温t、水的初温t、锅内水的体积V需要测量,水的比热是已知的;
消耗的电能可能用W=Pt来计算,为避免与温度的符号混淆,写成W=Pts,其中加热时间ts用手表测出,P是所买锅的参数,已知的;
最后用公式η=算出煮饭效率.
解答:解:(1)如果人口不是特别多,不建议买2000W的,一般三口之家,建议买500W、700W的;
(2)如果买500W的:
I===2.27A,按熔断电流略大于锅的额定电流的原则,选择3.5A的保险丝;
如果买700W的:
I===3.18A,按熔断电流略大于锅的额定电流的原则,选择3.5A的保险丝.
(3)计算煮饭效率所用公式:η=,
其中:Q吸=cm(t-t),把m=ρV代入,Q吸=cρV(t-t),
W=Pts,
所以η=,式中水的比热c、水的密度ρ、锅的功率P是已知的,水的体积V、水的初温t、水的末温t、加热时间ts是需要测量的.
故答案为:
(1)选700W的,因为太小了不够一家人吃的,太大了浪费能源;(答案不唯一)
(2)I===3.18A,按熔断电流略大于锅的额定电流的原则,选择3.5A的保险丝.
(3)需要测量的物理量:①水的体积V;②水的初温t;③水的末温t;④加热时间ts.
需要用到的公式:
Q吸=cm(t-t),m=ρV,Q吸=cρV(t-t),
W=Pts,
η=,
最终表达式:η=.
点评:本题考查我们综合决策能力,既要考虑够吃,又要考虑节约能源;
设计实验的最终表达式,要用所测物理量和已知的物理量来表示,不能用计算中间过程量来表示.
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