Question

【题目】如图所示是一台电热水器铭牌上的部分信息．请根据铭牌提供的信息解答下列问题：[c水=4.2×103J/（kg℃）]
（1）若给该电热水器装满水进行加热，使水的温度从22℃升高到62℃，求水吸收的热量．
（2）如果电热水器正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则上一问题中给水加热的时间是多少？
（3）当电热水器通电后水温达到最高时，为什么与电热水器连接的铜导线却不怎么热？

Answer 1

【答案】
（1）电热水器装满水的体积：V=10L=1×10﹣2m3，

根据ρ= 可得，水的质量：m=ρ水v=1×103kg/m3×1×10﹣2m3=10kg，

水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（62℃﹣22℃）=1.68×106J

答：水吸收的热量为1.68×106J

（2）∵η= ×100%，

∴消耗的电能：W= = =2.1×106J，

根据W=Pt可得，给水加热的时间：t= = =1050s

答：给水加热的时间是1050s

（3）电热水器通电后，电热水器电阻和铜导线串联，I电炉丝=I导线，通电时间t相同，

∵Q=I2Rt，R电热水器＞R导线，

∴电流产生的热量：

Q电热水器＞Q导线，

从而出现水温达到最高时，电热水器连接的铜导线却不怎么热的现象

答：因为电炉丝的电阻大，产生的热量多

【解析】（1）从铭牌知道电热水器的容积即装满水的体积，利用密度公式求水的质量；又知道水的温度变化和水的比热容，根据吸热公式求水吸收的热量；（2）根据效率公式求出消耗的电能，利用W=Pt求出给水加热的时间；（3）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电热水器通电后和连接的铜导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电热水器的电阻比铜导线的电阻大，据焦耳定律分析．
【考点精析】解答此题的关键在于理解焦耳定律在实际中的应用的相关知识，掌握当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q． （如电热器，电阻就是这样的．）如果电流做功时、不仅把电能转化为内能，同时还转化为其他形式的能时．此时，电功大于产生的热：即W>Q 计算产生的热量只能用：Q= I2Rt 计算电功只能用：W = UIt．