Question

今天夏天，小明家新買(mǎi)了一個(gè)大容量電熱水壺，其銘牌如圖所示．她家的電能表表盤(pán)上標(biāo)有“220V 30A”、“3000imp/KW．h”字樣，“imp/Kw．h”是電子式電能表的一個(gè)重要參數(shù)，其數(shù)值表示用電器用電1KW．h，表盤(pán)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(jì)等器材進(jìn)行了以下觀(guān)察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：
a、用電熱水壺裝一壺水，測(cè)得水的質(zhì)量為2Kg，水的初溫為20℃
b、關(guān)閉家里其它用電器，只將電熱水器接入電路燒水，觀(guān)察電能表在300秒內(nèi)，指示燈正好閃爍了243次，此時(shí)用溫度計(jì)測(cè)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?zé)�水�?shí)際消耗的電能是多少？
（3）電熱水壺?zé)�水時(shí)的熱效率是多少？（百分?jǐn)?shù)結(jié)果取整數(shù)）
（4）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電熱水壺所在電路中是否正常工作？（假設(shè)在300s內(nèi)電壓不變）

Answer 1

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

1

3000

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(shí)際消耗的電能，根據(jù)P=

W

t

求出實(shí)際功率和額定功率比較，判斷是否正常工作．

解答：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

1

3000

kW?h的電能，
電能表閃爍243次電路中消耗的電能：W=243×

1

3000

kW?h=2.916×10⁵J．
（3）η=

Q

W

=

2.52×105J

2.916× 105J

=86%．
（4）電熱水壺實(shí)際功率為：P=

W

t

=

2.916×105J

300s

=972W＜1000W，
用電器沒(méi)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?zé)�水�?shí)際消耗的電能是2.916×10⁵J．
（3）電熱水壺?zé)�水時(shí)的熱效率是86%．
（4）電熱水壺所在電路中不能正常工作．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到電、熱、效率、實(shí)際消耗電能、實(shí)際功率等多個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，有很大的難度．