Question

14．如图所示是小黄家一台快速电热水壶，铭牌如左下表．为了测量它烧水时的实际功率，小黄和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了700g温度为30℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从30℃上升到100℃所用的时间是4min．同时观察到家中电能表转过的转数正好为100转（r）．
请根据相关信息求：
（1）电水壶中水吸收的热量；
（2）电水壶烧水的实际功率；
（3）电水壶加热的效率．

Answer 1

分析 （1）由热量公式Q=cm△t求出水吸收的热量；
（2）根据电能表的参数与电能表转过的圈数求出电水壶消耗的电能，再功率公式求出电水壶烧水时的实际功率；
（3）水吸收的热量除以消耗的电能即为电水壶加热的效率．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.7kg×（100℃-30℃）=2.058×10⁵J；
（2）电热水壶消耗的电能：
W=$\frac{100r}{1500r/（kW•h）}$=$\frac{1}{15}$kW•h=$\frac{1}{15}$×3.6×10⁶J=2.4×10⁵J，
电热水壶的实际功率：
P_实=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.4×1{0}^{5}J}{60s×4}$=1000W；
（3）电水壶加热的效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{2.058×1{0}^{5}J}{2.4×1{0}^{5}J}$×100%=85.75%；
答：（1）电水壶中水吸收的热量为2.058×10⁵J；
（2）电水壶烧水的实际功率为1000W；
（3）电水壶加热的效率为85.75%．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位变换要正确．