Question

在一次探究活動中，小明同學對家里的用電器進行了相關的觀察和研究，他以一臺電磁爐為觀察研究對象，記錄了有關數據，如下表：

 

觀察對象	有關記錄和相關數據
電磁爐銘牌	U額=220V     P額=2KW
電能表銘牌	220V  10(40A)   50Hz   2000r/KWh
用電磁爐加熱一壺水(水的質量為4千克，初溫為30℃)	關閉家里其他用電器，只將電磁爐接入電路燒水.觀察電能表，表盤在10分鐘內轉過了600轉，此時用溫度計測得的水溫為70℃.

 

請你就小明在活動中獲得的有關資料，求解或提出有關問題：

(1) 加熱10分鐘，水所吸收的熱量是多少？

(2) 電磁爐工作10分鐘所消耗的電能為多少焦耳？電磁爐的實際功率是多少？

(3) 請你將求解結果與這位同學在活動中的有關數據進行比較，發現了什么問題(只要求寫出一個)？并解釋原因.

 

Answer 1

【答案】

(1) 6.72×10⁵ (2)1.08×10⁶ ，1800，⑶  P_實＜P_額  U_實＜U_額 或者消耗的電能大于水吸收的熱量；有熱損失

【解析】

試題分析：（1）知道水壺內水的質量、水的密度、水溫度的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；

（2）知道只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在10min內轉了600r，利用電能表的參數“2000r/kWh”求電磁爐工作10min消耗的電能；

（3）知道電磁爐工作10min消耗的電能，利用P= W/ t求電磁爐的功率；

（4）將計算的電磁爐的實際功率與額定功率比較進行分析．

解答：（1）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×4kg×（70℃-30℃）=6.72×10⁵J；

（2）電磁爐工作10min消耗的電能：

W=600r/2000r/kW•h=600/2000×3.6×10⁶J=1.08×10⁶J；

電磁爐的實際功率：

P= W/ t=1.08×10⁶J/600s=1800W；

（3）∵P=1800W＜2kW，

∴電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低，電磁爐沒有正常工作．

答：（1）加熱10min，水所吸收的熱量為6.72×10⁵J；

（2）電磁爐工作5min消耗的電能為1.08×10⁶J，電磁爐的功率為1800W；

（3）電磁爐的實際功率小于額定功率，這說明電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低。

考點：電功與熱量的綜合計算；能量利用效率；電功率的計算；實際功率．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相聯系，涉及到了實際電壓、實際功率、額定電壓、額定功率、消耗電能的計算，電功率的計算，熱量的計算，從表中得出相關信息并利用好是本題的關鍵。