Question

（2012?松北區一模）小文和小麗共同測量電水壺燒水時的實際功率和加熱的效率，進行如下實驗：
關掉家里所有用電器，將該電水壺裝滿水，接入家庭電路中，測得壺中水從25℃上升到35℃所用的時間是50s．同時觀察到家中電子式電能表耗電指示燈閃爍了40imp．請根據相關信息回答下列問題． C水=4.2×10³J/（kg?℃）（如圖分別是電水壺、電水壺銘牌、電子式電能表銘牌）

（1）水吸收的熱量、電水壺燒水時的實際功率分別是多少？
（2）電水壺加熱的效率？
（3）通過比較發現實際功率小于額定功率，簡述可能原因．

Answer 1

分析：（1）該電水壺裝滿水時，水的體積和壺的最大容積相等，根據m=ρV求出壺內裝滿水時水的質量，根據Q=cm△t求出水吸收的熱量；3200imp/（kW?h）的含義是電路中每消耗1kW?h的電能，指示燈閃爍3200次，可求指示燈閃爍了40次消耗的電能，又知道工作時間，可利用公式P=

W

t

求出電水壺燒水時的實際功率；
（2）電水壺燒水時，水吸收的熱量除以消耗的電能即可求出電水壺加熱的效率；
（3）根據信息數據可知電水壺的額定功率為1000W，而實際功率為900W，原因可能是實際電壓過低．

解答：解：（1）根據ρ=

m

V

可得：
壺內裝滿水時水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（35℃-25℃）=4.2×10⁴J，
電水壺裝滿水加熱50s消耗的電能：
W=

40

3200

×3.6×10⁶J=4.5×10⁴J，
電水壺燒水時的實際功率：
P_實=

W

t

=

4.5×104J

50s

=900W；
（2）電水壺加熱的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

4.2×104J

4.5×104J

×100%≈93.3%；
（3）根據信息數據可知電水壺的額定功率為1000W，而實際功率為900W，原因可能是實際電壓小于額定電壓．
答：（1）水吸收的熱量為4.2×10⁴J，電水壺燒水時的實際功率是900W；
（2）電水壺加熱的效率約為93.3%；
（3）實際電壓小于額定電壓．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，涉及到密度公式的應用，電功率的計算，熱量的計算等知識點，綜合性強，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，計算過程要注意單位的正確變換．