Question

一般來說，家庭電路中的用電器工作的電壓并不等于額定電壓．家庭里通常不備電壓表，但借助電能表可以測出用電器的實際工作電壓．若在電路中只接入一個電熱水壺（壺中盛有4Kg、20℃的水），電熱水壺的銘牌和電能表的銘牌如圖甲、乙所示．測得電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過125轉(zhuǎn)的時間為121s．（不考慮溫度對電熱水壺電阻的影響．c_水=4.2×10³J/kg?℃）
（1）這段時間內(nèi)電熱水壺消耗的電能是多少焦？
（2）如果電熱水壺消耗的電能有70%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則壺中的水溫度升高了多少℃？
（3）電熱水壺中電熱絲的電阻是多大？
（4）電熱水壺工作的實際電壓是多少？

Answer 1

分析：（1）已知電能表每消耗1kw?h的電能，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動3000r，可求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過125轉(zhuǎn)消耗的電能．
（2）已知消耗的電能和轉(zhuǎn)化效率，可求水吸收的熱量，進一步求出水升高的溫度．
（3）已知電熱水壺的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=

U2

P

可求電熱絲的電阻．
（4）已知消耗的電能和工作時間，根據(jù)公式P=

W

t

可求電熱水壺的實際功率，再利用公式U=

PR

可求實際電壓．

解答：解：（1）消耗的電能W=（

n

N

）×W₀=（

125

3000

）×3.6×10⁶J=1.5×10⁵J．
答：消耗的電能是1.5×10⁵J．
（2）因為Q=Wη=cm△t，
所以升高的溫度△t=

Wη

cm

=

1.5×105J×70%

4.2×103J/(kg?℃)×4kg

=6.25℃．
答：壺中的水溫度升高了6.25℃．
（3）電熱水壺中電熱絲的電阻R=

U2

P

=

(220V)2

1500W

=32.27Ω．
答：電熱水壺中電熱絲的電阻是32.27Ω．
（4）電熱水壺的實際功率P_實=

W

t

=

1.5×105J

121s

，
所以實際電壓U_實=

P實R

=

1.5×105J 121s ×32.27Ω

=200V．
答：電熱水壺工作的實際電壓是200V．

點評：本題考查消耗電能、溫度、電阻、實際功率、實際電壓等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，要理解電能表參數(shù)的物理意義，學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．