题目内容

11.如图1是小明家使用的电热水壶,其铭牌数据如表所示,其中的功率一栏看不清数值是多少,小明想利用如图2所示的电能表测量电热水壶的功率,当水壶单独正常工作,发现电能表的转盘9s内转动了10转,(若加热电阻的阻值不随温度变化而改变,且此时的大气压为1标准大气压).则:
额定电压220V
额定加热功率~W
容量1.5L
频率50Hz
(1)电热水壶正常工作时,额定功率是多少?
(2)装满水后,壶中水的质量是多少千克?(1L=1×10-3m3)
(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收多少热量?
(4)不考虑热量损失,烧开这壶水,需要多长时间?

分析 (1)根据电能表的转盘9s内转动了10转可知消耗的电能,然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得额定功率;
(2)已知电热水壶的容量,可知装满水后,壶中水的体积,再利用密度公式求解壶中水的质量;
(3)根据Q=cm△t可求得将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收多少热量;
(4)不考虑热量损失,则W′=Q,利用P=$\frac{W}{t}$可求得烧开这壶水,需要多长时间.

解答 解:(1)由电能表的转盘9s内转动了10转,可知消耗的电能W=$\frac{10}{2000}$kW•h=0.005kW•h=0.005×3.6×104J=1.8×104J;
实际功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}J}{9s}$=2000W;
电热水壶正常工作时,额定功率等于其实际功率.
(2)V=1.5L=1.5×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103kg/m3×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J;
(4)不考虑热量损失,则W′=Q=5.04×105J;
由P=$\frac{W}{t}$可得,需要时间:
t′=$\frac{W′}{P}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{2000W}$=252s.
答:(1)电热水壶正常工作时,额定功率是2000W;
(2)装满水后,壶中水的质量是1.5千克;
(3)将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收5.04×105J热量;
(4)不考虑热量损失,烧开这壶水,需要252s时间.

点评 本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式的综合应用,明白电能表参数的含义是关键,计算过程要注意单位的换算.

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