Question

18．如圖是小明家新買的一臺快速電水壺，這臺電水壺的銘牌如下表．為了測量該電水壺燒水時的實際功率，小明用所學知識和爸爸合作進了如下實驗；關掉家里所有用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時間是50S，同時觀察到家中“220V 10A（40A）  3200imp/（kw•h）”的電子式電能表耗電指示燈閃爍了80imp．請根據(jù)相關信息解答下列問題．（c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（1）電水壺燒水時的實際功率；
（2）電水壺加熱的效率；
（3）通過比較實際功率與額定功率大小關系，簡要回答造成這種關系的一種可能原因．

Answer 1

分析 （1）3200imp/（kW•h）的含義是：電路中每消耗1kW•h的電能，指示燈閃爍3200次，可求指示燈閃爍了80次，消耗的電能，又知道工作時間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計算電功率；
（2）根據(jù)m=ρV求出壺內裝滿水時水的質量，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量，電水壺燒水時水實際得到的熱量除以消耗的電能實際產生的熱量，即可求出水壺加熱的效率；
（3）根據(jù)得出的數(shù)據(jù)進行比較，從工作電壓的角度分析原因．

解答 解：（1）電水壺裝滿水50s消耗的電能：
W=$\frac{80}{3200}$kW•h=$\frac{1}{40}$kW•h=$\frac{1}{40}$×3.6×10⁶J=9×10⁴J，
電水壺燒水時的實際功率：
P_實=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{4}J}{50s}$=1800W；
（2）壺內裝滿水時水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.8kg×（35℃-25℃）=7.56×10⁴J，
電水壺加熱的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{7.56×1{0}^{4}J}{9×1{0}^{4}J}$×100%=84%；
（3）由信息數(shù)據(jù)可知電水壺的額定功率為2000W，而通過計算可知實際功率為1800W，原因可能是實際電壓小于額定電壓．
答：（1）電水壺燒水時的實際功率1800W；
（2）電水壺加熱的效率84%；
（3）原因可能是實際電壓小于額定電壓．

點評 本題考查密度公式的應用，電功率的計算，熱量的計算等知識點，涉及到的知識點較多，綜合性強，難易程度適中．本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，注意計算時的單位變換要正確．