Question

2．小慧家新买一个电热水壶的铭牌如表所示，请完成：

表：电热水壶名牌
热水壶容量	5.0L
额定电压	220V
加热时功率	880W
频率	50Hz

（1）电热水壶烧水过程，是将电能转化为内能的过程．
（2）计算电热水壶正常工作时，通过的电流是多少？
（3）计算电热水壶正常工作时的电阻是多少？
（4）在额定电压下，用此电热水壶将初温为20'C的3kg水煮沸，用时20min，计算电热水壶的效率是多大？[气压为1个标准大气压，水的比热容c_水=4.2x10³J/（kg℃），水的密度ρ_水=l.0×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）电流做功的实质是电能转化为其它形式能的过程；
（2）电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流；
（3）利用欧姆定律即可求出电阻；
（4）当电热水壶装满水后水的体积和热水壶的容积相等，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；在额定电压下电热水壶的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电热水壶的效率．

解答 解：（1）当电流通过电水壶时，电能转化为内能；
（2）由P=UI可得，电热水壶正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{880W}{220V}$=4A；
（3）由I=$\frac{U}{R}$得：
电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{4A}$=55Ω；
（4）水所需吸收热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt′=880W×20×60s=1.056×10⁶J，
此电热水壶的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{6}J}{1.056×1{0}^{5}J}$×100%≈95.5%．
答：（1）内；
（2）电热水壶正常工作时，通过的电流是4A；
（3）电热水壶正常工作时的电阻是55Ω；
（4）电热水壶的效率是为94.5%．

点评 本题为电学和热学的综合计算题，考查了学生对电功率公式、吸热公式、电功公式和效率公式的掌握和运用，要注意额定电压下用电器正常工作，其功率和额定功率相等．