熱水箱容量 | 1L |
額定電壓 | 220V |
加熱時(shí)額定功率 | 880W |
分析 (1)知道熱水箱的容量,可利用公式m=ρV計(jì)算出水的質(zhì)量,又知道水的比熱容和溫度變化,可利用熱量公式Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的熱量;
(2)“1200r/kW•h”的意義為:每消耗1kw•h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r,從而可以計(jì)算出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能,利用公式η=Q吸W×100%求出飲水機(jī)的熱效率;
(3)知道飲水機(jī)的額定電壓和加熱時(shí)的額定功率,可利用公式R=U2P求出電阻R1的阻值,再根據(jù)W=U2Rt求出飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓.
解答 解:(1)飲水機(jī)熱水箱中水的體積:
V=1L=1dm3=10-3m3,
由ρ=mV可得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg,
水吸熱的熱量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-20℃)
=3.36×105J;
(2)因每消耗1kW•h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過1200r,
所以,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過120r消耗的電能為:
W=120r1200r/kw•h=0.1kW•h=3.6×105J,
則飲水機(jī)的熱效率:
η=Q吸W×100%=3.36×105J3.6×105J×100%≈93.3%;
(3)由P=U2R可得,電阻R1的阻值:
R1=U2額P加熱=(220V)2880W=55Ω,
由W=U2Rt可得,飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓:
U實(shí)=√WR1t′=\sqrt{\frac{3.6×1{0}^{5}J×55Ω}{7.5×60s}}≈209.8V.
答(1)飲水機(jī)熱水箱中的水從20℃升高到100℃時(shí)所吸收的熱量為3.36×105J;
(2)飲水機(jī)在加熱過程中的熱效率為93.3%;
(3)飲水機(jī)加熱時(shí)的實(shí)際電壓為209.8C.
點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題,考查了質(zhì)量、吸收熱量、電功等的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,難點(diǎn)是結(jié)合電路圖對(duì)飲水機(jī)狀態(tài)的判斷,與生活相連,使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用,注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確.
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