Question

某電熱水瓶容量為2L，有加熱和保溫兩檔，該電熱水瓶裝滿初溫為20℃的水接在家庭電路中，它正常工作時(shí)的功率和時(shí)間關(guān)系如圖所示．（外界大氣壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
求：（1）保溫時(shí)通過電熱水瓶的電流是多少？
（2）若通電10min恰好將水燒開，則加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖象可知，電熱水瓶保溫時(shí)的功率，根據(jù)I=求出通過電熱水瓶的電流；
（2）先根據(jù)m=ρV求出瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=cm（t-t）求出瓶?jī)?nèi)水吸收得熱量，由Q=W=Pt求出消耗電能產(chǎn)生的熱量，代入η=×100%即可求出加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率．
解答：解：（1）由圖象可知，保溫時(shí)的電功率P_保溫=400W，則
通過電熱水瓶的電流I==≈1.8A；
（2）瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
瓶?jī)?nèi)水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J，
由圖象可知，加熱時(shí)電熱水瓶的功率P_加熱=1200W，則
10min消耗電能產(chǎn)生的熱量：
Q=W=P_加熱t=1200W×10×60s=7.2×10⁵J，
熱水瓶效率：
η=×100%=×100%≈93.3%．
答：（1）保溫時(shí)通過電熱水瓶的電流約為1.8A；
（2）若通電10min恰好將水燒開，則加熱時(shí)電熱水瓶的熱效率約為93.3%．
點(diǎn)評(píng)：本題考查質(zhì)量、電流、水吸熱、電功和熱效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用和根據(jù)圖象得出加熱功率、保溫功率，計(jì)算過程還要注意單位的換算．