Question

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?℃）]．

Answer 1

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%．
分析：（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．