Question

20．于正同學(xué)家的電熱水器的銘牌如下表所示，根據(jù)銘牌所提供的信息，解答下列問題：
（1）該電熱水器正常工作時(shí)，電熱絲的電阻為多大？
（2）將該電熱水器加滿水加熱使水溫由20℃升高到70℃，水需要吸收多少熱量？（C水=4.2×10³J（kg•℃））
（3）若電熱水器正常工作時(shí)所產(chǎn)生熱量的70%被水吸收，則第（2）問中的加熱過(guò)程需要多少秒？

幸福牌全自動(dòng)電熱水器
容積：10L	型號(hào)：XF2006-78K
凈重：22kg	類別：防觸電保護(hù)II
額定功率：2kW	編號(hào)：200700985
額定電壓：220V	出廠日期：2014年3月15日

Answer 1

分析 （1）已知電熱水器的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求電阻的大�。�
（2）由密度公式計(jì)算出水的質(zhì)量，由吸熱公式Q_吸=cm△t計(jì)算吸收的熱量．
（3）求出電熱水器產(chǎn)生的熱量，然后由功率公式的變形公式求出電熱水器的加熱時(shí)間．

解答 解：（1）∵P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
∴該電熱水器正常工作時(shí)電熱絲的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（2）∵ρ=$\frac{m}{V}$，
∴將該電熱水器裝滿水，水的質(zhì)量為：
m=ρV=1×10³kg/m³×10×10^-3m³=10kg．
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（70℃-20℃）=2.1×10⁶J；
（3）電熱水器產(chǎn)生的熱量：
Q=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{70%}$=3×10⁶J，
∵P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Q}{t}$，
∴電熱水器的加熱時(shí)間：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{3×1{0}^{6}J}{2000W}$=1500s；
答：（1）該電熱水器正常工作時(shí)電熱絲的電阻為24.2Ω．
（2）將該電熱水器裝滿水加熱，由20℃升高到70℃，水吸收的熱量為2.1×10⁶J．
（4）若電熱水器正常工作時(shí)所產(chǎn)生熱量的70%被水吸收，則第（2）問中的加熱過(guò)程需要1500s．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題．與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，且加強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識(shí)．計(jì)算時(shí)注意單位的統(tǒng)一．