Question

小芳家有一只用來(lái)燒開水的電熱水壺，銘牌上標(biāo)著“220V，1000W”字樣．請(qǐng)你幫她設(shè)計(jì)一種方法，用來(lái)測(cè)量這只水壺?zé)�水時(shí)的效率．寫出所用器材、測(cè)量步驟，導(dǎo)出計(jì)算公式．

Answer 1

分析：由電熱水壺的銘牌可知電熱水壺的額定電壓和額定功率，可求電熱水壺的電阻，利用交流電壓表測(cè)出電熱水壺兩端的實(shí)際電壓，求出電熱水壺的實(shí)際功率，用鐘表測(cè)出燒開一壺水用的時(shí)間，利用W=Pt求消耗的電能（總能量）；
用量杯量出水壺內(nèi)的水，利用密度公式求水的質(zhì)量，再測(cè)出水的初溫和燒開時(shí)水的末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；
最后利用效率公式η=

Q吸

W

×100%求解．

解答：解：1．器材：溫度計(jì)（量程為0℃～100℃），量杯，計(jì)時(shí)器（鐘表），交流電壓表（量程為250V）．
2．實(shí)驗(yàn)步驟：
由銘牌可得電熱水壺的電阻R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

1000W

=48.4Ω，
①用量杯量出適量體積的水V，則水的質(zhì)量m=

ρ水

V

，
②用溫度計(jì)測(cè)出水的初溫t₀和水開時(shí)（末溫）t，水吸收的熱量Q_吸=c_水m（t-t₀）=c_水ρ_水V（t-t₀），
③用鐘表測(cè)出燒開一壺水用的時(shí)間T，
④利用交流電壓表測(cè)出電熱水壺兩端的實(shí)際電壓U，電熱水壺的實(shí)際功率P=

U2

R

=

U2

48.4Ω

；實(shí)際消耗的電能：W=Pt=

U2

48.4Ω

T，
⑤電熱水壺的效率：
η=

Q吸

W

=

c水ρ水V(t-t0)

U2 48.4Ω T

=

c水ρ水V(t-t0)×48.4Ω

U2T

．
3．計(jì)算公式：η=

Q吸

W

=

c水ρ水V(t-t0)

U2 48.4Ω T

=

c水ρ水V(t-t0)×48.4Ω

U2T

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)電功率公式、吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握及應(yīng)用，本題涉及知識(shí)點(diǎn)多，要求靈活選擇儀器測(cè)量水的體積、初溫和末溫、實(shí)際電壓、加熱時(shí)間．