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14.小明家剛買了一只容量1.0L,額定功率為1210W的電熱水壺.若不計熱量損失,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開一壺20℃的水需要多長時間?(計算結(jié)果保留整數(shù))若用電高峰時小明家的電路電壓僅為200V,電熱水壺的實際加熱效率為85%,則燒開這壺水實際需要多長時間?

分析 (1)知道水的體積,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃,根據(jù)Q=cm(t-t0)求出水吸收的熱量,不計熱量損失W=Q吸,根據(jù)P=Wt求出加熱時間;
(2)根據(jù)P=U2R求出電熱水壺的電阻,再根據(jù)P=U2R求出電路電壓僅為200V時的實際功率,根據(jù)η=QW×100%求出消耗的電能,利用P=Wt求出加熱時間.

解答 解:(1)水的體積:V=1.0L=1×10-3m3
由ρ=mV可得,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃,則水吸收的熱量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,
不計熱量損失,W=Q=3.36×105J,
由P=Wt可得,需要的加熱時間;
t′=WP=3.36×105J1210W≈278s;
(2)由P=U2R可得,電熱水壺的電阻:
R=U2P=220V21210W=40Ω,
用電高峰時小明家的電路電壓僅為200V時,電熱水壺的實際功率:
P=U2R=200V240Ω=1000W,
由η=QW×100%可得,消耗的電能:
W′=Qη=3.36×105J85=33685×105J,
實際加熱時間:
t″=WP=33685×105J1000W≈395s.
答:若不計熱量損失,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開一壺20℃的水需要278s;
若用電高峰時小明家的電路電壓僅為200V,電熱水壺的實際加熱效率為85%,則燒開這壺水實際需要395s.

點評 本題考查了密度公式、吸熱公式、電功公式、電功率公式、效率公式的應(yīng)用,要注意在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點是100℃,計算過程要注意單位的換算.

練習(xí)冊系列答案
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(2)為了研究氣體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān),小華用剪刀剪去飲料瓶底,將氣球按圖2反扣在瓶口.將另一氣球割開,用細(xì)線和氣球膜封住飲料瓶底部,分別用手向下拉瓶底的膜(圖3)和用手向上壓瓶底的膜(圖4),發(fā)現(xiàn)了瓶內(nèi)的氣球體積出現(xiàn)了圖示的變化.小華針對此現(xiàn)象,作出如下推斷,他的推斷與實驗現(xiàn)象不相符的是A
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(3)小麗也按圖3、圖4重復(fù)小華的實驗,發(fā)現(xiàn)氣球的體積沒有明顯的變化.小麗將整個裝置放入水槽中,很快找到了實驗失敗的原因,其原因是氣球膜沒有將飲料瓶密封.
(4)在靠近塑料瓶底部的側(cè)壁開一個小圓孔,用膠帶封住小孔,接著擰開瓶蓋,往瓶中加入水,然后撕去膠帶,水便從小孔射出,如圖5,在瓶內(nèi)水面不斷下降的過程中,水的射程將減��;如果往瓶中加水至圖5所示水位,再擰緊瓶蓋,撕去膠帶,小孔中射出的水流速度逐漸變慢直至停止,那么在撕去膠帶后,瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)B
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