Question

在“家電下鄉(xiāng)”活動中，小明家買了一只WSJ-60型號電熱壺，其銘牌標志如圖所示．現(xiàn)將一滿壺20℃的水在額定電壓下燒開，已知外界氣壓為1標準大氣壓〔c_水=4.2×10³J/（kg?℃）〕．求：

型號	WSJ-60
額定電壓	220V
額定功率	800W
水壺容量	0.5kg

（1）水吸收的熱量；
（2）電熱壺正常工作時的電阻；
（3）若電熱壺的效率為70%，則燒開一滿壺水所需的時間；
（4）小明發(fā)現(xiàn)用電高峰期，燒開一壺水遠比上述時間要長，原因可能是什么？

Answer 1

分析：（1）已知比熱容、質(zhì)量和初溫、末溫，根據(jù)公式Q=cm（t-t₀），可求吸收的熱量．
（2）由銘牌可知電熱壺的額定電壓與額定功率，由電功率的變形公式可以求出電熱壺正常工作時的電阻．
（3）根據(jù)電熱壺的效率求出燒開一壺水電熱壺產(chǎn)生的熱量，然后由W=Pt的變形公式求出燒水所學時間．
（4）由W=Pt可知，在做功一定的情況下，做功時間越長，電熱壺的實際功率越小，根據(jù)電功率公式分析原因．

解答：解：（1）在1標準大氣壓下，水的沸點是100℃，
把水燒開時，水所吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（2）∵P=

U2

R

，
∴電熱壺正常工作時的電阻R=

U2

P

=

(220V)2

800W

=60.5Ω；
（3）∵η=

Q吸

Q

，
∴電熱壺產(chǎn)生的熱量Q=

Q吸

η

=

1.68×105J

70%

=2.4×10⁵J，
∵W=Q=Pt，
∴燒開一滿壺水所需的時間t=

W

P

=

2.4×105J

800W

=300s；
（4）燒開一壺水時，水所吸收的熱量Q不變，電流做功W=Q不變，
由W=Pt可知，在做功W一定的情況下，做功時間t越長，電熱壺的實際功率P越小，
電熱壺的電阻R不變，由P=

U2

R

可知，在用電高峰期，電熱壺兩端的實際電壓變小．
答：（1）水吸收的熱量是1.68×10⁵J；
（2）電熱壺正常工作時的電阻是60.5Ω；
（3）若電熱壺的效率為70%，則燒開一滿壺水要300s；
（4）小明發(fā)現(xiàn)用電高峰期，電熱壺兩端實際電壓小于額定電壓，
電熱壺的實際功率小于額定功率，所以燒開一壺水遠比正常工作時需要的時間長．

點評：本題是一道綜合題，考查了熱量公式的應用、電功率公式及其變形公式的應用，但難度不大，熟練掌握并靈活應用基礎知識即可正確解題．