Question

12．如圖所示，表中是小強(qiáng)家電熱水壺的部分銘牌，他利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了以下測(cè)量和操作．電熱水壺內(nèi)裝滿水，正常工作5min水溫由20℃升高到90℃．請(qǐng)你計(jì)算：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）電水壺正常工作時(shí)的電流多大？
（3）電水壺?zé)�水時(shí)的效率多大？
（4）按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，電熱水壺使用的電源連接線不能過(guò)長(zhǎng)，橫截面積不能過(guò)�。�小強(qiáng)仔細(xì)觀察了家里的一些大功率用電器，如空調(diào)、電暖氣的電源線也有這樣的特點(diǎn)，請(qǐng)結(jié)合焦耳定律解釋這樣規(guī)定的原因．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）電水壺正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出電流；
（3）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，水吸收的熱量和消耗電能的比值即為電水壺?zé)�水時(shí)的效率；
（4）由焦耳定律知，如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)，橫截面積過(guò)小，電阻就會(huì)增大，產(chǎn)生的熱量增加，容易發(fā)熱造成火災(zāi)．

解答 解：（1）水需要吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（90℃-20℃）
=2.94×10⁵J；
（2）由P=UI可得，電水壺正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，電水壺消耗的電能：
W=Pt′=1100W×5×60s=3.3×10⁵J，
電水壺?zé)�水時(shí)的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{2.94×1{0}^{5}J}{3.3×1{0}^{5}J}$×100%≈89.1%；
（4）電熱水壺等功率較大的用電器，工作時(shí)通過(guò)連接線的電流會(huì)較大；而如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)或橫截面積過(guò)小，則連接線的電阻就會(huì)增大，由焦耳定律可知，在一定時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)連接線產(chǎn)生的熱量就會(huì)增加，容易引起火災(zāi)等安全事．
答：（1）水吸收的熱量是2.94×10⁵J；
（2）電水壺正常工作時(shí)的電流為5A；
（3）電水壺?zé)�水時(shí)的效率約為89.1%；
（4）電熱水壺等功率較大的用電器，工作時(shí)通過(guò)連接線的電流會(huì)較大；而如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)或橫截面積過(guò)小，則連接線的電阻就會(huì)增大，由焦耳定律可知，在一定時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)連接線產(chǎn)生的熱量就會(huì)增加，容易引起火災(zāi)等安全事故．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式和焦耳定律的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，關(guān)鍵是從銘牌中獲取有用的信息．