Question

【題目】在進行物理課外實踐活動中，曉彤同學進行了用電熱水壺燒水問題的研究，他選擇了如圖型號的電熱水壺，經過研究發現在白天和傍晚時（氣壓不變），使用同一電熱水壺裝滿20℃水燒開所用時間不同，白天需用10min，而晚上卻用12min．

（1）請計算該電水壺正常工作10min消耗的電能是多少？

（2）曉彤同學使用了300r/kWh的電能表在晚上單獨燒同樣多的水，發現在2min內電能表轉盤轉過了14圈，計算此時電熱水壺電功率，并說明白天和夜晚燒水時間不同的最可能原因是什么？

（3）通過計算和日常經驗說明提高燒水效率的可行方法．

Answer 1

【答案】（1）9×105J；（2）此時電熱水壺實際電功率為1400W，夜晚使用的用電器（較多）總功率較大，使干路電流很大，導線分得更多電壓，使得實際電壓低于額定電壓；（3）可以給壺嘴加蓋．

【解析】

（1）已知電水壺的額定功率，由W＝Pt計算電水壺正常工作10min消耗的電能；（2）從表中數據“300r/kWh”可以知道每消耗1kWh的電能，電能表轉300轉；電水壺工作2min轉14r，據此求處2min電熱壺消耗的電能；再利用P＝求出電水壺的實際功率；實際功率不等于額定功率可能是實際電壓不等于額定功率，由此分析；（3）根據吸熱公式Q吸＝cm（t-t0）計算水吸熱與消耗電能比較、分析提高熱效率的辦法．

(1)由題知,電水壺的額定功率1500W,由P＝可得電水壺正常工作10min消耗的電能：W＝P額t＝1500W×10×60s＝9×105J；(2)電能表表盤轉14圈消耗的電能：W′＝kWh＝1.68×105J；電水壺的實際功率：P實＝＝1400W，燒開同樣的水,水需要吸收熱量是相同的,因為P實<P額,所以用的時間不一樣,可能是夜晚使用的用電器(較多)總功率較大，使干路電流很大，導線分得更多電壓，使得實際電壓低于額定電壓的緣故；(3)壺中水燒開水吸的熱量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃20℃)＝6.72×105J，由此知：Q吸<W，說明燒水的過程消耗電能產生的熱量并沒被水全部吸收，存在有熱散失，為了提高燒水效率可以給壺嘴加蓋。