(2013•松北区三模)某科技小组的同学用一根电阻为48.4Ω的电热丝制作了一个家庭用(额定电压为220V)电水壶,他们

(2013•松北区三模)某科技小组的同学用一根电阻为48.4Ω的电热丝制作了一个家庭用(额定电压为220V)电水壶,他们想测试该电水壶在不同电压下的热效率,于是,他们在电水壶中装入3kg水,把它分别接在220V和200V的电路中烧水,将水加热至沸腾,利用所得数据绘成如图所示的图象.
(1)从开始加热至水沸腾这一过程中,水吸收了多少热量?
(2)请求出从开始加热至水温升高到80℃这一过程,该电水壶在220V和200V电压下的热效率之比.并根据此计算说出电水壶的热效率与其两端电压之间的关系.
(3)根据上问结论,请从节能角度提出一条在家庭电路中使用电水壶的建议.
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解题思路:(1)从图象中可知水的初温和末温,根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量;
(2)根据题目所给数据,利用公式W=
U2
R
t和η=[Q/W]×100%可求两个型号电水壶的热效率之比,进一步求出电水壶的热效率与其两端电压之间的关系;
(3)由以上结论可知,要提高电水壶的热效率应尽量使其在额定电压下正常工作.

(1)由图象可知,水的初温为20℃,水的末温是100℃,
水吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃-20℃)=1.008×106J;
(2)该电水壶在220V和200V电压下的热效率之比:

η1
η2=

Q
W1

Q
W2=

Q


U21
Rt1

Q


U22
Rt2=

U22t2

U21t1=
(200V)2×968s
(220V)2×720s=[10/9],
在水吸收热量相同时,电水壶两端的电压越高,它的热效率越高;
(3)在家庭电路中使用电水壶的建议:要尽量避开用电高峰期使用以提高其热效率.
答:(1)从开始加热至水沸腾这一过程中,水吸收的热量为1.008×106J;
(2)该电水壶在220V和200V电压下的热效率之比为109,在水吸收热量相同时,电水壶两端的电压越高,它的热效率越高;
(3)要尽量避开用电高峰期使用以提高其热效率.

点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.

考点点评: 本题考查了水吸收的热量、效率的计算,同时考查了学生分析问题得出结论并解决问题的能力,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是能从题目所给数据中找到为我所用的数据.

1年前

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