Question

今天夏天，小明家新買了一個大容量電熱水壺，其銘牌如圖所示．她家的電能表表盤上標有“220V 30A”、“3000imp/KW．h”字樣，“imp/Kw．h”是電子式電能表的一個重要參數(shù)，其數(shù)值表示用電器用電1KW．h，表盤上指示燈閃爍3000次．小明利用該電熱水壺、電能表、手表、溫度計等器材進行了以下觀察實驗活動：
a、用電熱水壺裝一壺水，測得水的質(zhì)量為2Kg，水的初溫為20℃
b、關閉家里其它用電器，只將電熱水器接入電路燒水，觀察電能表在300秒內(nèi)，指示燈正好閃爍了243次，此時用溫度計測得水的溫度為50℃．求：
（1）水吸收的熱量是多少？[水的比熱為4.2×10³J/（Kg?℃）]
（2）300s鐘內(nèi)電熱水壺燒水實際消耗的電能是多少？
（3）電熱水壺燒水時的熱效率是多少？（百分數(shù)結果取整數(shù)）
（4）通過計算說明電熱水壺所在電路中是否正常工作？（假設在300s內(nèi)電壓不變）

Answer 1

解：（1）Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（Kg?℃）×2kg×（50℃-20℃）=2.52×10⁵J．
（2）電能表每閃爍1次，電路中消耗kW?h的電能，
電能表閃爍243次電路中消耗的電能：W=243×kW?h=2.916×10⁵J．
（3）η===86%．
（4）電熱水壺實際功率為：P===972W＜1000W，
用電器沒有正常工作．
答：（1）水吸收的熱量是2.52×10⁵J．
（2）300s鐘內(nèi)電熱水壺燒水實際消耗的電能是2.916×10⁵J．
（3）電熱水壺燒水時的熱效率是86%．
（4）電熱水壺所在電路中不能正常工作．
分析：（1）知道水的質(zhì)量、比熱、初溫、末溫，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量．
（2）3000imp/kW?h表示的是電路中每消耗1kW?h的電能，電能表閃爍3000次，或者表示電能表每閃爍1次，電路中消耗kW?h的電能，求出電能表閃爍243次電路中消耗的電能．
（3）水吸收的熱量是有用能量，消耗的電能是總能量．利用效率公式求出熱效率．
（4）由300秒實際消耗的電能，根據(jù)P=求出實際功率和額定功率比較，判斷是否正常工作．
點評：本題涉及到電、熱、效率、實際消耗電能、實際功率等多個重要知識點，有很大的難度．