Question

（2003?杭州）（2003年杭州市）如圖甲所示為現(xiàn)在家庭、賓館常用的無線電水壺（一種在倒水時導(dǎo)線脫離，用電加熱的方便水壺），圖乙是該電水壺的銘牌．
某同學用這種電水壺燒開水，他將水放至最大水量，測得水的溫度是18℃，通電5min50s，水燒開（在一標準大氣壓下）．試通過計算，回答下面的問題：

無線電水壺

型號：91440

電壓：220V    頻率：50Hz

功率：1280W    最大水量：1kg

（1）算一算此電水壺正常工作時的電流．
（2）該電水壺電熱絲的電阻多大？
（3）現(xiàn)測得電源電壓為210V，算一算此電水壺工作的效率．
（4）為了測定該無線電水壺的功率，你應(yīng)準備哪些實驗器材？

Answer 1

分析：（1）電熱水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流；
（2）知道電熱水壺正常工作時的功率和電壓，根據(jù)P=

U2

R

求出其電阻；
（3）在一標準大氣壓下水的沸點是100℃，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量，再根據(jù)W=UIt=

U2

R

t求出消耗的電能，利用η=

Q吸

W

×100%求出此時電水壺工作的效率；
（4）根據(jù)P=

W

t

可知，要測定該無線電水壺的功率，應(yīng)測出消耗的電能W和通電時間t，而消耗的電能W由電能表測量，通電時間t由計時器測量．

解答：解：（1）電水壺正常工作時的功率為1280W，電壓為220V，
根據(jù)P=UI可得，此電水壺正常工作時的電流：
I=

P

U

=

1280W

220V

≈5.8A；
（2）根據(jù)P=

U2

R

可得，電熱水壺的電阻：
R=

U2

P

=

(220V)2

1280W

≈37.8Ω；
（3）在一標準大氣壓下水的沸點是100℃，則水燒開時吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（100℃-18℃）=3.444×10⁵J，
此時電水壺的加熱時間：
t=5min50s=5×60s×50s=350s，
消耗的電能：
W=U′I′t=

(U′)2

R

t=

(U′)2

U2 P

t=

(210V)2

(220V)2 1280W

×350s≈408198.4J，
此時電水壺工作的效率：
η=

Q吸

W

×100%=

3.444×105J

408198.4J

×100%≈84.4%；
（4）根據(jù)P=

W

t

知，要想測定該電水壺的功率，應(yīng)測出其消耗的電能和通電時間，故所需實驗器材：計時器、電能表．
答：（1）電水壺正常工作時的電流約為5.8A；
（2）該電水壺電熱絲的電阻約為37.8Ω；
（3）現(xiàn)測得電源電壓為210V，此電水壺工作的效率約為84.4%；
（4）為了測定該無線電水壺的功率，應(yīng)準備的器材有計時器、電能表．

點評：本題考查了電功與熱量的綜合計算，涉及到電功率公式和吸熱公式、電功公式、效率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是從表格中得出有用的信息和知道用電器正常工作時的功率與額定功率相等．