Question

【題目】如圖甲是某種電動出水的電熱水瓶的結構剖面圖，圖乙是它的電路示意圖，其中電源板的作用是將220V的交流電變成低壓直流電，供出水電動機和出水定位燈使用。出水定位燈發光時，會在放置電熱水瓶的桌面上留下明亮的光環，方便夜間判斷出水位置，避免燙傷：

(1)電熱水瓶裝有4 kg、初溫為25℃的水時，電熱水瓶在220V的電壓下正常工作12min可以將水加熱到100℃，則水吸收的熱量是多少？

(2)若電熱水瓶的加熱管電阻為24.2Ω，在上述過程中，這個電熱水瓶的加熱效率是多少？

(3)已知圓柱形電熱水瓶的出水口比內膽底高19 cm，當內膽裝有2L水時，水面離內膽底8cm，此時，按住出水開關20s，出水電動機恰好能抽出1L的水。若不計出水管的體積和水的流速，不計能量損失，則出水電動機消耗的電能為多少？

Answer 1

【答案】(1)1.26×106J；(2)87.5%；(3)1.3 J

【解析】

(1)水吸收的熱量

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×4kg×（100℃﹣25℃)=1.26×106J

(2)加熱管工作時，電能全部轉化為熱能，所以，電熱管消耗的電能

則電熱水瓶的加熱效率

(3)出水電動機對1L水做功時，水的重心升高的距離

h=0.19 m﹣0.08 m×=0.13 m

出水電動機對1L水所做的功

W =Gh=m水gh=ρV gh =1.0×103kg/m3×10-3 m3×10N/kg×0.13 m = 1.3 J

根據題意知道，出水電動機抽水時消耗的電能等于對水所做的功

W電 = W =1.3 J

答：(1)水吸收的熱量是1.26×106 J；

(2)這個電熱水瓶的加熱效率是87.5%；

(3)出水電動機消耗的電能為1.3J。