题目内容

一家庭用电饭锅的铭牌如图所示,他家的电能表表盘上标有“220V 10A”、“3000r/kw.h”,小华利用电饭锅、电能表、手表、温度计等器材进行了以下观察实验活动,请你帮助他解决以下问题:
(1)断开家里其它用电器,只将电饭锅接入电路烧水,观察电能表表盘5min钟内转了243r,电饭锅消耗的电能为多少?
(2)在这5min内,质量为2kg水的温度升高了30℃,电饭锅加热水时实际功率为多少?是否正常工作?(不考虑温度对电阻的影响)
(3)加热水的过程中,电饭锅的效率为多少?C水=4.2×103 J/(kg?℃)
分析:(1)已知电能表转盘的转动速度和实际转动的圈数,利用比例式可以得到电饭锅消耗的电能;
(2)已知消耗的电能和加热时间,利用P=
W
t
得到实际功率;用电器的工作状态决定于实际功率:只有实际功率等于额定功率,才能正常工作;
(3)已知水的质量、比热和升高的温度,利用Q=cm△t得到水吸收的热量;水吸收的热量与电饭锅消耗电能之比就是电饭锅的效率.
解答:解:(1)设电饭锅消耗的电能为W,根据题意得
3000r
1kW?h
=
243r
W

解之:W=0.081kW?h;
(2)电饭锅的实际功率为P实=
W
t
=
0.081kW?h
5
60
h
=0.972kW=972W;
因为实际功率小于额定功率,所以电饭锅不能正常工作;
(3)水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×30℃=2.52×105J.
电饭锅消耗的电能为W=0.081kW?h=2.916×105J
电饭锅的效率为η=
W
Q
×100%=
2.52×105J
2.916×105J
×100%=86.4%.
答:(1)电饭锅消耗的电能为0.081kW?h;
(2)电饭锅的实际功率为972W,不能正常工作;
(3)电饭锅的效率为86.4%.
点评:此题考查了电能表参数的应用、实际功率的计算、用电器工作状态的影响因素以及热量的计算和能量转化效率的计算,综合性较强,需要熟练的掌握公式及其变形.
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