Question

如图甲所示是家用电水壶及其铭牌如图甲，现用温度传感器测量壶中水温．电水壶装满水后，在加热和冷却过程中，水温随时间变化的图线如图乙所示，根据甲、乙两图的相关信息，求：

（1）加热时电水壶的工作电流；
（2）整个加热过程中电水壶的效率．[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：（1）∵P=UI
∴加热时电水壶的工作电流：
I==≈9.1A；
（2）水的体积：
v=1.2L=1.2×10^-3m³，
水的质量：
m=ρv=1.10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.2kg×（100℃-20℃）=4.032×10⁵J；
由图乙知道加热时间：
t=300s，
消耗的电能：
W=Pt=2000W×300s=6×10⁵J；
电水壶加热的效率：
η===67.2%．
答：（1）加热时电水壶的工作电流为9.1A；
（2）电水壶加热的效率是67.2%．
分析：（1）根据铭牌知道电热水壶的额定功率，利用P=UI求加热时电水壶的工作电流；
（2）由电热壶的铭牌得出水的体积，利用m=ρv计算出水的质量，由吸热公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量，由图乙可得加热时间，利用W=Pt求消耗的电能，再利用效率公式η=×100%计算电水壶的效率．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从铭牌和水温随时间变化的图线得到相关信息是本题的关键，注意1.2L≠1.2kg，必须利用密度公式计算．