题目内容
13．
电热水壶由于使用方便、高效，巳成为家庭常用的电器之一．下面是小明家新买的某电热水壶的铭牌．他根据自己所学的相关物理知识想对电热水壶进行一下验证，于是在家里做起了实验．他先把水倒入水壶标定容量处，用温度计测出水的初温是20℃，然后接通电源，同时开始记录时间，他发现5min50s水便烧开了（设当时的气压为一标准大气压）．| ××牌电水壶 | |
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 1200W |
| 容 积 | 1L |
（2）电热水壶消耗了多少电能？
（3）比较（1）、（2）两问所得的数据，小明有了新的发现．于是小明猜想：除烧水时热量有损失和壶体本身要吸热外，还可能是因为电压低，电热水壶的实际功率变小，影响了电热水壶的热效率．怎么在家里通过实验探究电热水壶的热效率呢？小明利用温度计和家中的电能表，很快就测出了电热水壶的热效率．小明为完成了实验探究很高兴．请你①简述实验探究过程；②根据实验测量出的数据，写出电水壶烧水过程中能量转化效率的表达式．
分析 （1）由铭牌可知电水壶的标定容量即水的体积，利用密度公式变形即可求出水的质量，1标准大气压下水的沸点是100℃，再根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（2）根据P=Wt求出电热水壶消耗的电能；
（3）用电能表测功率时，由电能表求出电热水壶消耗的电能，由热量公式求出水所吸收的热量，然后由效率公式求出电热水壶的效率．
解答 解：（1）壶内水的体积：
V=1L=1dm3=1×10-3m3，
根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，
1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）
=3.36×105J；
（2）电水壶正常工作时的功率为1200W，5min50s消耗的电能：
W=Pt=1000W×（5×60s+50s）=4.2×105J；
（3）①探究过程：
a．观察电能表铭牌参数N（r/kW•h），电水壶容积V（m3）；
b．电水壶中盛满水，用温度计测出水的初温t1；
c．关闭家中其它用电器，使电热水壶单独工作，记录电能表转盘转过的转数n（r）和水的末温t2．
②水的质量m=ρV，
水吸收的热量Q吸=c水m（t2-t1）=c水ρV（t2-t1），
消耗的电能：W=$\frac{n}{N}$kW•h=$\frac{n}{N}$×3.6×106J，
电水壶烧水过程中能量转化效率的表达式：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{{c}_{水}ρV（{t}_{2}-{t}_{1}）}{\frac{n}{N}×3.6×1{0}^{6}J}$×100%=$\frac{{c}_{水}ρVN（{t}_{2}-{t}_{1}）}{n×3.6×1{0}^{6}J}$×100%．
答：（1）烧开这壶水吸收了3.36×105J的热量；
（2）电热水壶消耗了4.2×105J的电能；
（3）①实验探究过程：
a．观察电能表铭牌参数N（r/kW•h），电水壶容积V（m3）；
b．电水壶中盛满水，用温度计测出水的初温t1；
c．关闭家中其它用电器，使电热水壶单独工作，记录电能表转盘转过的转数n（r）和水的末温t2．
②电水壶烧水过程中能量转化效率的表达式：η=$\frac{{c}_{水}ρVN（{t}_{2}-{t}_{1}）}{n×3.6×1{0}^{6}J}$×100%．
点评 本题综合考查了消耗电能的计算、热量的计算，根据计算能量转化效率的计算方法设计、计算是本题的关键．
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如图微波炉是现代家庭中的烹饪工具．接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波．微波有以下重要特性：A微波的传播速度等于光速，微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射．B微波遇到绝缘材料，如玻璃、塑料等，会像光透过玻璃一样顺利通过．C微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的．D过量的微波照射对人体有害．那么| A． | 物体吸热，温度一定升高 | |
| B． | 一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功 | |
| C． | 某一铁块，温度降低，内能一定减小 | |
| D． | 温度高的物体一定比温度低的物体内能多 |
如图所示，放在水平桌面上的杯子和水共重10N，杯底面积为8×10-3m2，物体B的密度是0.9×103kg/m3，体积是50cm3，把B放入杯中（杯中的水未溢出，g取10N/kg）．