Question

【題目】如圖所示是一臺電熱水器銘牌上的部分信息．請根據銘牌提供的信息解答下列問題：[c水=4.2×103J/（kg℃）]
（1）若給該電熱水器裝滿水進行加熱，使水的溫度從22℃升高到62℃，求水吸收的熱量．
（2）如果電熱水器正常工作時，所產生的熱量有80%被水吸收，則上一問題中給水加熱的時間是多少？
（3）當電熱水器通電后水溫達到最高時，為什么與電熱水器連接的銅導線卻不怎么熱？

Answer 1

【答案】
（1）電熱水器裝滿水的體積：V=10L=1×10﹣2m3，

根據ρ= 可得，水的質量：m=ρ水v=1×103kg/m3×1×10﹣2m3=10kg，

水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（62℃﹣22℃）=1.68×106J

答：水吸收的熱量為1.68×106J

（2）∵η= ×100%，

∴消耗的電能：W= = =2.1×106J，

根據W=Pt可得，給水加熱的時間：t= = =1050s

答：給水加熱的時間是1050s

（3）電熱水器通電后，電熱水器電阻和銅導線串聯，I電爐絲=I導線，通電時間t相同，

∵Q=I2Rt，R電熱水器＞R導線，

∴電流產生的熱量：

Q電熱水器＞Q導線，

從而出現水溫達到最高時，電熱水器連接的銅導線卻不怎么熱的現象

答：因為電爐絲的電阻大，產生的熱量多

【解析】（1）從銘牌知道電熱水器的容積即裝滿水的體積，利用密度公式求水的質量；又知道水的溫度變化和水的比熱容，根據吸熱公式求水吸收的熱量；（2）根據效率公式求出消耗的電能，利用W=Pt求出給水加熱的時間；（3）由焦耳定律知道，電流通過導體產生的熱量跟電流的平方、電阻大小和通電時間成正比．電熱水器通電后和連接的銅導線串聯在電路中（通過的電流相等），通電時間是相同的，而電熱水器的電阻比銅導線的電阻大，據焦耳定律分析．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解焦耳定律在實際中的應用的相關知識，掌握當電流通過導體做的功(電功)全部用來產生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計算Q． （如電熱器，電阻就是這樣的．）如果電流做功時、不僅把電能轉化為內能，同時還轉化為其他形式的能時．此時，電功大于產生的熱：即W>Q 計算產生的熱量只能用：Q= I2Rt 計算電功只能用：W = UIt．