Question

如图是小宇家新买的一台电热水壶的铭牌．为了测量该电热水壶烧水时的实际功率，小宇用所学知识在家里进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电热水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从25℃上升到35℃所用的时间是50s，同时观察到家中“220V  10A（40A） 3200转/”的电能表转过了72转．请根据相关信息解答下列问题：
（1）电热水壶中水的质量；
（2）电热水壶烧水时的实际功率；
（3）电热水壶加热的效率；
（4）电热水壶的实际电压与其额定电压之比是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由铭牌可知电水壶的最大容积，利用密度公式变形即可求出电水壶装满水的质量；
（2）根据电能表的参数可知，每消耗1KW?h指示灯闪烁3200imp，据此求出此时电水壶消耗的电能，再利用P=Wt
求出电水壶烧水时的实际功率；
（3）根据Q=cm△t求出水吸收的热量，根据效率公式求出电水壶加热的效率．
解答：解：（1）电水壶装满水时的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.5kg；
（2）电水壶消耗的电能为：
W=×3.6×10⁶J=8.1×10⁴J，
电水壶烧水时的实际功率：
P_实===1620W；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（35℃-25℃）=6.3×10⁴J，
电水壶加热的效率：
η===77%；
（4）因为U ²=PR
所以====；
所以=．
答：（1）电水壶中水的质量为1.5kg；
（2）电水壶烧水时的实际功率为1620W；
（3）电水壶加热的效率为77%；
（4）电热水壶的实际电压与其额定电压之比是9：10．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，涉及到了电功率的计算，热量的计算、效率的计算，综合性强；与生活相连，使学生觉得学了物理有用．