Question

如圖所示是小明家中所用的一種電水壺的外形及其銘牌，請(qǐng)你根據(jù)圖中所給的信息完成下列問題：
（1）圖乙中觀察壺內(nèi)水位的玻璃管利用

連通器

原理來工作．
（2）把初溫為20℃的一滿壺水在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開，誰(shuí)需要吸收多少熱量？
（3）在不計(jì)熱量損失的情況下，電水壺正常工作時(shí)燒開一滿壺水需要多長(zhǎng)時(shí)間？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）、g=10N/kg]
（4）小明家用電表標(biāo)有“3000r/KW?h”．小明在利用該熱水器燒水時(shí)發(fā)現(xiàn)電能表每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)了120r，請(qǐng)判斷小明在燒水過程中還有其他用電器在工作嗎？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)連通器的原理可知，壺內(nèi)水位的玻璃管與壺內(nèi)的水位是相平的，通過觀察玻璃管內(nèi)水位的高低就可判斷壺內(nèi)水位的高低．
（2）已知水壺的容積和水的密度，根據(jù)公式m=ρV求出壺內(nèi)水的質(zhì)量，再利用公式Q=cm△t可求水燒開時(shí)吸收的熱量．
（3）在不計(jì)熱量損失的情況下，水吸收的熱量等于消耗的電能，Q=W，水壺的額定功率已知，根據(jù)公式t=

W

P

可求電水壺正常工作時(shí)燒開一滿壺水需要的時(shí)間．
（4）3000r/kW?h的含義是：電路中每消耗1kW?h的電能，表盤轉(zhuǎn)3000r；可求出表盤轉(zhuǎn)了120r消耗的電能，又知道工作時(shí)間，可利用公式P=

W

t

計(jì)算電路消耗的總功率，將總功率與熱水器的額定功率比較即可確定是否還有其它用電器工作．

解答：已知：V=1.2L=1.2×10^-3_m3  ρ=1.0×10³kg/m³  T₀=20℃T=100℃c=4.2×10³J/（kg?℃）  P=1500W  n=120r  t₀=1min=

1

60

h
解：
（1）壺內(nèi)水位的玻璃管是根據(jù)連通器的原理來工作的．
（2）∵ρ=

m

V

∴裝滿水時(shí)水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
燒開水吸收的熱量：Q=cm（T-T₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J．
（3）∵P=

W

t

∴燒開一滿壺水的時(shí)間：t=

W

P

=

4.032×105J

1500W

≈269s．
（4）因?yàn)殡娐分忻肯��?kW?h的電能，表盤轉(zhuǎn)3000r．
所以當(dāng)表盤轉(zhuǎn)了120r時(shí)，消耗的電能為：
W_總=

120r

3000r/kW?h

=0.04kW?h，
家庭電路的總功率為P_總=

W總

t0

=

0.04kW?h

1 60 h

=2.4kW=2400W
∵2400W＞1500W，∴還有其它用電器在工作．
答：
（1）連通器；
（2）燒開水吸收的熱量為4.032×10⁵J．
（3）燒開一壺水的時(shí)間大約269s．
（4）還有其它用電器在工作．

點(diǎn)評(píng)：本題考查質(zhì)量、熱量、電功率、時(shí)間等的計(jì)算以及連通器的原理、電能表參數(shù)的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是知道沒有熱量損失時(shí)吸收的熱量等于消耗電能釋放的熱量，解題過程中還要注意單位的換算．