Question

如圖所示，燒瓶中裝有0.3kg煤油，電阻絲的阻值為10Ω，閉合開關(guān)．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為2A時(shí)通電5min，煤油的溫度由20℃升高到30℃．[c_煤油=2.1×10³J/]
求：（1）煤油吸收的熱量；（2）電阻絲加熱煤油的效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道煤油的質(zhì)量，煤油的比熱容和溫度變化，可利用熱量公式Q_吸=cm（t-t）計(jì)算出煤油吸收的熱量．
（2）從圖可知，電阻絲與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流．知道電阻絲的阻值、通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間，可利用公式Q=I²Rt計(jì)算出電流通過(guò)電阻絲放出的熱量，再利用公式η=計(jì)算出電阻絲加熱煤油的效率．
解答：解：
（1）∵c_煤油=2.1×10³J/（kg?℃），m=0.3kg，t=20℃，t=30℃，
∴煤油吸收的熱量為：Q_吸=c_煤油m（t-t）=2.1×10³J/（kg?℃）×0.3kg×（30℃-20℃）=6300J．
（2）∵電阻絲與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，
∴通過(guò)電阻絲的電流為I=2A，
而R=10Ω，t=5min=300s，
∴電流通過(guò)電阻絲放出的熱量為：Q=I²Rt=（2A）²×10Ω×300s=1.2×10⁴J，
則電阻絲加熱煤油的效率為：η===52.5%．
答：（1）煤油吸收的熱量為6300J．
（2）電阻絲加熱煤油的效率為52.5%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式和焦耳定律公式的掌握和運(yùn)用，以及對(duì)能量利用效率的理解和應(yīng)用，是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，在計(jì)算過(guò)程中要注意單位的換算．