Question

家住偏遠山村的李芳同學家境貧寒．今年開學初收到了愛心志愿者送來的禮物，其中有一個電暖手袋．李芳同學在查看說明書時，發現其主要參數如圖所示．設環境溫度為15℃．當給電暖手袋正常通電時，則：
（1）通過電暖手袋的電流是多少？
（2）袋中液體溫度升高到65℃時需吸收多少熱量？[已知液體比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]
（3）如圖電流產生的熱全部被袋中液體吸收，電暖手袋在額定電壓下通電5min，能否達到它的自動斷開溫度？

Answer 1

解：（1）給電暖手袋正常通電時的功率為550W，電壓為220V，
根據P=UI可得，通過電暖手袋的電流：
I===2.5A；
（2）袋中液體溫度升高到65℃時需吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J；
（3）下通電5min液體吸收的熱量：
Q_吸′=W=Pt=550W×5×60s=1.65×10⁵J，
液體達到的最高溫度：
t′=+t₀=+15℃≈39.3Ω+15℃=54.3℃，
54.3℃＜65℃，
∴不能達到它的自動斷開溫度．
答：（1）通過電暖手袋的電流是2.5A；
（2）袋中液體溫度升高到65℃時需吸收2.1×10⁵J的熱量；
（3）如圖電流產生的熱全部被袋中液體吸收，電暖手袋在額定電壓下通電5min，不能達到它的自動斷開溫度．
分析：（1）給電暖手袋正常通電時的實際功率和額定功率相等，根據P=UI求出通過電暖手袋的電流；
（2）知道液體的質量和溫度的變化以及比熱容，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出吸收的熱量；
（3）根據Q_吸=W=Pt求出通電5min液體吸收的熱量，再根據Q_吸=cm（t-t₀）求出液體的末溫，然后與自動斷開溫度相比較，即可判斷是否可以自動斷開溫度．
點評：本題考查了電功率公式、吸熱公式的靈活應用，關鍵是知道用電器正常工作時的功率和額定功率相等．