Question

如圖1所示是家庭常用的電熱壺，電熱壺外部能看到漂浮著紅色浮球的透明水位計(jì)，頂部開有通氣孔的水位計(jì)其底部與電熱壺內(nèi)底相通，紅色浮球指示壺內(nèi)水量．圖2、圖3兩圖顯示的分別是電熱壺?zé)�水的最大水量、最小水量．�?qǐng)你通過計(jì)算回答：
（1）電熱壺的結(jié)構(gòu)和使用過程中用到了許多物理知識(shí)，請(qǐng)你說出兩點(diǎn)．
（2）如表所示是電熱壺銘牌上的部分?jǐn)?shù)據(jù)，則電熱水壺正常工作時(shí)的電流多大？

額定電壓	220V
額定功率	1500W

（3）如果不考慮熱量損失，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下7min內(nèi)將1.5kg水由20℃燒開，電流至少做多少功？電熱壺的功率至少多大？

Answer 1

解：（1）電熱水壺涉及的物理知識(shí)：頂部開有通氣孔的水位計(jì)底部與電熱壺內(nèi)底相通，形成連通器；
紅色浮球浮在水面，其受到的浮力等于等于自身重力；加熱過程中電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．
（2）∵P=UI，∴電熱水壺正常工作時(shí)的電流I==≈6.82A；
（3）在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J，
不考慮熱量損失電流做的功W=Q_吸=5.04×10⁵J，做工時(shí)間t=7min=420s，
電熱水壺的實(shí)際功率P_實(shí)===1.2×10³W；
答：（1）電熱壺的結(jié)構(gòu)和使用過程中用到的物理知識(shí)：連通器、電壺工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）電熱水壺正常工作時(shí)的電流是6.82A．
（3）電流至少做5.04×10⁵J的功；電熱壺的功率至少是1.2×10³W．
分析：（1））根據(jù)以下分析電熱壺涉及的物理知識(shí)：①要求會(huì)判斷連通器的形狀特征：上端開口底部相連通；
②物體靜止時(shí)受平衡力，如果此時(shí)只受兩個(gè)力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反；③電熱壺工作過程中能量的轉(zhuǎn)化．
（2）由電熱壺銘牌找出電熱壺的額定電壓與額定功率，然后由電功率公式求出正常工作時(shí)的電流．
（3）由熱量公式求出水吸收的熱量，然后由功率公式求出電熱水壺的功率．
點(diǎn)評(píng)：通過本題要求掌握的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)有連通器的構(gòu)造特點(diǎn)、二力平衡的條件、電功公式，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道綜合題；熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可輕松解題；解題時(shí)注意單位換算．