Question

【題目】在一次課外活動中，小華同學對家里的電磁爐進行了相關的觀察和研究，并記錄了電磁爐及她家電能表的有關數據，如表所示．（水的比熱容為c=4.2×103J/（kg℃））．

觀察對象	有關記錄	研究活動
電磁爐 銘牌	U額=220V P額=1kW	①用電磁爐加熱一壺水（水的質量m=2kg，初溫t0=30℃） ②關閉家里其它用電器．只將該電磁爐接入電路燒水，觀察到電能表表盤在5min內轉了150r，最后測得水的溫度t=50℃
電能表 銘牌	220V 10（40）A 50Hz 2000r/kWh

請你根據小華同學在活動中獲得的有關資料，求解在這段時間內：
（1）小華同學把這壺水從地面端到80cm高的桌子上，需對水做多少功；
（2）水所吸收的熱量；
（3）電磁爐的實際功率；
（4）電磁爐燒水的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：小華同學把這壺水從地面端到80cm高的桌子上，對水做的功（即克服水的重力做的功）：

W=Gh=m水gh=2kg×10N/kg×80×10﹣2m=16J

（2）解：水吸收的熱量為：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（50℃﹣30℃）=1.68×105J

（3）解：電磁爐工作5min，電能表轉150r，消耗的電能為：

W= ×3.6×106J=2.7×105J；

電磁爐的功率為：

P= = =900W

（4）解：電磁爐燒水的效率：

η= = ≈62.2%

【解析】（1）克服物體重力做功的多少，由W=Gh解題；（2）知道水壺內水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的熱量；（3）知道只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在5min內轉了150r，利用電能表的參數“2000r/kWh”求電磁爐工作5min消耗的電能；利用P= 求電磁爐的功率；（4）電磁爐燒水的效率等于水吸收的熱量與電磁爐消耗電能的比值．