Question

14．小明家的電熱水壺具有自動加水和加熱兩種功能，其裝置如圖所示．燒水時，先按下加水按鈕，自吸泵把水從水桶抽到壺內(nèi)，當壺內(nèi)水位達到規(guī)定容量時，自吸泵自動停止抽水；再按一下加熱按鈕，加熱裝置將對壺內(nèi)的水加熱，當水沸騰時，加熱裝置自動停止加熱．已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg，電熱水壺的銘牌數(shù)據(jù)如表．求：
（1）自吸泵將1.2kg水提升0.5m，克服水的重力所做的功，如果自吸泵抽水效率為60%，需要消耗的電能．（g取10N/kg）
（2）電熱水壺正常工作時，把1.2kg水從20℃加熱到100℃用的時間是6min，電熱水壺的熱效率．

產(chǎn)品型號	BH-X22
額定電壓	220V
頻率	50Hz
加熱功率	1200W
容量	1.2kg

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)密度的變形公式求出水的質(zhì)量，再根據(jù)W_有=Gh求出有用功，最后利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$即可求出自吸泵消耗的電能；
（2）先根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，然后根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量，然后根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$求出電熱水壺的熱效率．

解答 解：（1）水的重力：G=mg=1.2kg×10N/kg=12N；
有用功：W_有=Gh=12N×0.5m=6J；
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可得，自吸泵消耗的電能：W_總=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{6J}{60%}$=10J；
（2）電熱水壺消耗的電能：W=Pt=1200W×6×60s=4.32×10⁵J；
把1.2L水從20℃加熱到100℃吸收的熱量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
則電熱水壺的熱效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.032×1{0}^{5}J}{4.32×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
答：（1）自吸泵消耗的電能為10J；
（2）電熱水壺的熱效率為93.3%．

點評 本題考查了密度、重力、功、吸熱公式、電功公式以及熱效率公式的應(yīng)用，知識點多、聯(lián)系實際生活，屬于中考常見題型，從電熱水壺銘牌得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．