Question

（9分）如圖甲是某同學家的水族箱，箱內盛水40L，為了讓熱帶魚有一個舒適的生活環(huán)境，箱內裝有一個“220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當水溫升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內水溫穩(wěn)定在一定范圍之內，水溫隨時間變化圖象如圖乙所示．【c水=4.2×103J/（kg?℃）】求：

（1）水族箱內水的質量．

（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流．（保留一位小數(shù)）

（3）電加熱棒給水加熱時的效率．

 

Answer 1

（1）水族箱內水的質量為40kg；（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流為0.9A；（3）電加熱棒給水加熱時的效率為84%．

【解析】

試題分析：（1）水的體積：V=40L=0.04m3，由可得，水族箱內水的質量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg；

（2）由P=UI可得，正常工作時，通過電加熱棒的電流：；

（3）由圖可知，加熱過程中溫度由22℃加熱到28℃，加熱時間為100min，水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（28℃﹣22℃）=1.008×106J，由P=可得，消耗的電能：W=Pt=200W×100×60s=1.2×106J，電加熱棒給水加熱時的效率： ．

答：（1）水族箱內水的質量為40kg；（2）正常工作時，通過電加熱棒的電流為0.9A；（3）電加熱棒給水加熱時的效率為84%．

考點：電功與熱量的綜合計算．