Question

【题目】如图表是从某电热饮水机说明书上收集到的信息．当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态．为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关S，测得热水箱中的水（装满）从25℃升高到100℃，所用时间为7.5min，同时观察到家中标有“1200r/kWh”字样的电能表转盘转过120转（r）．不考虑温度对阻值的影响；根据以上信息，求：

热水箱容量（装满）	1L
额定电压	220V
加热时额定功率	968W

（1）饮水机热水箱中的水从25℃升高到100℃时所吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg℃）]．
（2）饮水机此加热过程中的热效率（η= ×100%）．
（3）饮水机加热时的实际电压．

Answer 1

【答案】
（1）解：水的体积V=1L=1dm3=1×10﹣3m3，

由ρ= 得，水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg；

则水吸收的热量：

Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣25℃）=3.15×105J．

答：饮水机热水箱中的水从25℃升高到100℃时所吸收的热量为3.15×105J；

（2）解：“1200r/kWh”表示每消耗1kWh的电能，电能表的转盘就转过1200r，

则电能表的转盘转过120r消耗的电能为：

W= =0.1kWh=3.6×105J，

饮水机的热效率：

答：饮水机在加热过程中的热效率为87.5%；

η= ×100%= ×100%=87.5%．

（3）解：当开关S闭合时，饮水机处于加热状态，电路中只有R1工作，由P= 得，R1的阻值为：

R1= = =50Ω；

饮水机的工作时间t=7.5min=450s，

则饮水机的实际功率：

P实= = =800W，

则饮水机加热时的实际电压：

U实= = =200V．

答：饮水机加热时的实际电压为200V．

【解析】（1）知道热水箱的容量，可利用密度公式的变形公式m=ρV求出水的质量，又知道水的比热容、初温和末温，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（2）“1200r/kwh”的意义为：每消耗1kwh的电能，电能表的转盘就转过1200r，从而可以计算出电能表的转盘转过120r消耗的电能，利用公式η= ×100%求出饮水机的热效率；（3）知道饮水机的额定电压和加热时的额定功率，根据P= 的变形公式R= 求出电阻R1的阻值，再根据U= 求出饮水机加热时的实际电压．