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物理必考随着生活水平的不断提高.家用电器的逐渐普及.电热壶已进入千家

2024-01-15 21:17:53信息公告527

随着生活水平的不断提高,家用电器的逐渐普及,电热壶(如图)已进入千家万户.为什么当今家庭使用电热壶的数量会越来越多呢?带着这个问题,某课外兴趣小组利用节假日进行了家庭调查.以下是两位同学的调查结果.K0g物理好资源网(原物理ok网)

调查日期:2007年5月5日K0g物理好资源网(原物理ok网)

家庭人口情况3人家庭中每天所需要的开水数量(以热水瓶为单位5瓶(2L/瓶)
获得开水的渠道1.电热壶(√) 2.燃气烧开水K0g物理好资源网(原物理ok网)

3.其他

当地能源价格电价:0.50元/kW?h燃气:4.50元/m3
使用电热壶烧开水的调查情况
电热壶的规格额定电压 220VK0g物理好资源网(原物理ok网)

额定功率 1000W

烧一壶开水所用的时间为17.5min
容量 3L
调查日期:2007年5月6日K0g物理好资源网(原物理ok网)

家庭人口情况4人家庭中每天所需要的开水数量(以热水瓶为单位5瓶(2L/瓶)
获得开水的渠道1.电热壶 2.燃气烧开水(√)K0g物理好资源网(原物理ok网)

3.其他

当地能源价格电价:0.50元/kW?h燃气:4.50元/m3
使用燃气烧开水的调查情况
水壶的容量3L烧一壶开水所用的燃气量0.04m3
(1)从理论上计算,小明家用电热壶烧开一壶水需要多长时间(设水的初温为20℃).与实际有无差别,简要说明原因.K0g物理好资源网(原物理ok网)

(2)分析调查结果,并结合实际说明使用那种方法烧水更好一些.K0g物理好资源网(原物理ok网)

(3)电热壶在设计构造中运用了许许多多的物理知识.请你举出两点,并说明这样设计的好处.

试题答案

解:(1)一壶水的体积:K0g物理好资源网(原物理ok网)

v=3L=3×10-3m3K0g物理好资源网(原物理ok网)

一壶水的质量:K0g物理好资源网(原物理ok网)

m=ρv=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg,K0g物理好资源网(原物理ok网)

烧开一壶水所吸收的热量:K0g物理好资源网(原物理ok网)

Q=cm△tK0g物理好资源网(原物理ok网)

=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×(100℃-20℃)K0g物理好资源网(原物理ok网)

=1.008×106J K0g物理好资源网(原物理ok网)

∵W=Q=PtK0g物理好资源网(原物理ok网)

∴加热时间:K0g物理好资源网(原物理ok网)

t===1008s=16.8min<17.5min K0g物理好资源网(原物理ok网)

原因:电流做功消耗的电能不能全部被水吸收,有一部分被壶吸收、有一部分热散失到空气中;K0g物理好资源网(原物理ok网)

(2)用电热壶烧开一壶水消耗的电能:K0g物理好资源网(原物理ok网)

W=Pt=1kW×17.5×h≈0.3kW?h,K0g物理好资源网(原物理ok网)

所用的资金:K0g物理好资源网(原物理ok网)

0.50元×0.3=0.15元,K0g物理好资源网(原物理ok网)

用燃气烧开一壶水所用的资金:K0g物理好资源网(原物理ok网)

4.50元×0.04=0.18元,K0g物理好资源网(原物理ok网)

由此可见,用电热壶烧开一壶水比用燃气烧开一壶水经济,同时用电热壶更环保;K0g物理好资源网(原物理ok网)

(3)手柄宽而扁而且有花纹,好处:增大受力面积减小对手的压强、增大接触面得粗糙程度增大摩擦;用三脚插头和三孔插座,使电热壶的外壳接地,防止壶身漏电时造成触电事故.K0g物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)从理论上计算,小明家用电热壶烧开一壶水需要16.8min,与实际有差别,原因是电流做功消耗的电能不能全部被水吸收,有一部分被壶吸收、有一部分热散失到空气中;K0g物理好资源网(原物理ok网)

(2)用电热壶烧开一壶水比用燃气烧开一壶水经济,同时用电热壶更环保;K0g物理好资源网(原物理ok网)

(3)手柄宽而扁而且有花纹,好处:增大受力面积减小对手的压强、增大接触面得粗糙程度增大摩擦;用三脚插头和三孔插座,使电热壶的外壳接地,防止壶身漏电时造成触电事故.K0g物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)知道水壶的容积,利用密度公式求水的质量,又知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;根据W=Q=Pt求加热时间;和调查时间比较,并分析有差别的原因(有热损失).K0g物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过调查数据计算用电热壶加热一壶水消耗的电能、需要的费用(资金),用燃烧煤气加热需要的资金,进行比较,得出哪一种更经济,并从环保方面分析.K0g物理好资源网(原物理ok网)

(3)从连通器、壶盖有小孔、手柄用塑料做成、手柄宽而扁而且有花纹、用三孔插座等方面分析所用的物理知识和设计的好处.K0g物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,利用好W=Q=Pt是本题的关键,本题涉及到对调查数据的处理,属于难题!K0g物理好资源网(原物理ok网)