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?℃)].
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%.
(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.