Question

5．图甲是一种电热暖手宝，其主要参数如图乙所示．袋内通常用水来充当吸热或放热的物质，是因为水的比热容较大．使用前要先给其通电加热，当此电热暖手宝正常工作，暖手宝内水的温度由原来的5℃上升至65℃时，指示灯熄灭．


（1）暖手宝完成上述加热过程水需要吸收多少热量？
（2）暖手宝正常工作时加热丝的电阻是多少？
（3）若此暖手宝的电热效率是84%，在额定电压下完成上述加热过程需要多长时间？

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，知道水温度的变化，根据热量的计算公式Q_吸=cm△t计算出水吸收的热量；
（2）根据电阻的计算公式计算即可；
（3）若此暖手宝的电热效率是84%，所以W×84%═Q_吸，再根据W=Pt即可求出加热时间．

解答 解：
（1）温度从5℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量是
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（65℃-5℃）=2.52×10⁵J；
（2）暖手宝正常工作时的电阻R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{500W}$=96.8Ω；
（3）因为W×84%═Q_吸，所以W=$\frac{{Q}_{吸}}{84%}$=$\frac{2.52×1{0}^{5}J}{84%}$=3×10⁵J，
有因为W=Pt，所以t=$\frac{W}{P}$=$\frac{3×1{0}^{5}J}{500W}$=600s=10min．
答：暖手宝完成上述加热过程水需要吸收2.52×10⁵J热量；
（2）暖手宝正常工作时加热丝的电阻是96.8Ω；
（3）若此暖手宝的电热效率是84%，在额定电压下完成上述加热过程需要10min．

点评 本题由电热水袋入手考查相关的物理知识，关键是对公式的灵活运用．