Question

13．某电饭锅内有R₀=44Ω，R=2156Ω的两根电热丝，在电饭锅内倒入体积为2l、温度为20℃的水，在加热状态下把这些水烧开（在1标准大气压下），电饭锅正常工作了10min，电饭锅的加热效率是80%，在此过程中，求：：[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电饭锅消耗了多少电能？
（3）电路中的电流大小是多少？

Answer 1

分析 （1）先根据密度公式求出水的质量，然后利用Q=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据η=$\frac{Q}{W}$计算电饭锅消耗的电能；
（3）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，由图分析电饭锅的工作状态，由欧姆定律计算电路中的电流．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
所以水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）已知电饭锅的加热效率是80%，
由η=$\frac{Q}{W}$可得电饭锅正常工作了10min，电饭锅消耗的电能：
W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{0.8}$=8.4×10⁵J；
（3）由图S接1时，两电阻串联，电路中总电阻大；S接2时R被短路，只有R₀接入电路，电路电阻小．
电源电压一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，S接2时消耗功率大，为加热状态，
所以电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{220V}{44Ω}$=5A．
答：（1）水吸收的热量是6.72×10⁵J；
（2）电饭锅消耗了8.4×10⁵J的电能；
（3）电路中的电流大小是5A．

点评 本题考查了密度公式、热量公式、效率公式以及欧姆定律公式的应用，正确识别电路，熟练运用公式是关键．