如圖甲所示是家用電水壺及其銘牌如圖甲,現用溫度傳感器測量壺中水溫.電水壺裝滿水后,在加熱和冷卻過程中,水溫隨時間變化的圖線如圖乙所示,根據甲、乙兩圖的相關信息,求:
(1)加熱時電水壺的工作電流;
(2)整個加熱過程中電水壺的效率.[c水=4.2×103J/(kg?℃)].
解:(1)∵P=UI
∴加熱時電水壺的工作電流:
I==≈9.1A;
(2)水的體積:
v=1.2L=1.2×10-3m3,
水的質量:
m=ρv=1.103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg,
水吸收的熱量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=4.032×105J;
由圖乙知道加熱時間:
t=300s,
消耗的電能:
W=Pt=2000W×300s=6×105J;
電水壺加熱的效率:
η===67.2%.
答:(1)加熱時電水壺的工作電流為9.1A;
(2)電水壺加熱的效率是67.2%.
(1)根據銘牌知道電熱水壺的額定功率,利用P=UI求加熱時電水壺的工作電流;
(2)由電熱壺的銘牌得出水的體積,利用m=ρv計算出水的質量,由吸熱公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量,由圖乙可得加熱時間,利用W=Pt求消耗的電能,再利用效率公式η=×100%計算電水壺的效率.
點評:本題是一道電學與熱學的綜合應用題,與實際生活相聯系,使學生覺得學了物理有用,從銘牌和水溫隨時間變化的圖線得到相關信息是本題的關鍵,注意1.2L≠1.2kg,必須利用密度公式計算.