Question

（9分）如图甲是某同学家的水族箱，箱内盛水40L，为了让热带鱼有一个舒适的生活环境，箱内装有一个“220V 200W”的电加热棒给水加热，当水温升到设定值时加热棒便自动停止工作，待水温自然冷却到一定温度后再次加热，使箱内水温稳定在一定范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示．【c水=4.2×103J/（kg?℃）】求：

（1）水族箱内水的质量．

（2）正常工作时，通过电加热棒的电流．（保留一位小数）

（3）电加热棒给水加热时的效率．

 

Answer 1

（1）水族箱内水的质量为40kg；（2）正常工作时，通过电加热棒的电流为0.9A；（3）电加热棒给水加热时的效率为84%．

【解析】

试题分析：（1）水的体积：V=40L=0.04m3，由可得，水族箱内水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg；

（2）由P=UI可得，正常工作时，通过电加热棒的电流：；

（3）由图可知，加热过程中温度由22℃加热到28℃，加热时间为100min，水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（28℃﹣22℃）=1.008×106J，由P=可得，消耗的电能：W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J，电加热棒给水加热时的效率： ．

答：（1）水族箱内水的质量为40kg；（2）正常工作时，通过电加热棒的电流为0.9A；（3）电加热棒给水加热时的效率为84%．

考点：电功与热量的综合计算．