解题思路:(1)切断电源是用电器不消耗电能,待机时消耗电能,利用电能的计算公式W=Pt计算出100台电脑和100台电视机1小时消耗的电能,就是节约的电能;
(2)水吸收的热量等于节约的电能,再根据水的温度变化,利用Q=Cm(t-t0)的变形公式m=
Q
吸
C(t−
t
0
)
就可以算出水的质量;
(3)电热器的效率等于水吸收的热量和电热水器正常工作100min消耗的电能的比值;根据电热水器的铭牌信息,利用R=
U
额
2
P
额
计算出电阻,再利用P实=
U
实
2
R
计算出电热水器的实际功率.
(1)100台电脑和100台电视机1小时消耗的电能
W=Pt=(5.8W+8.2W)×100×3600s=5.04×106J.
答:一共可节约电能5.04×106J.
(2)因为节约电能完全被水吸收,根据Q=Cm(t-t0)的变形得
水的质量m=
Q吸
C(t−t0)=
5.04×106J
4.2×103J/(kg•℃)×(60℃−20℃)=30kg
答:节约电能完全被水吸收,能使30kg20℃的水升高到60℃.
(3)①标有“220V 1000W”的电热水器正常工作100min消耗的总电能
W电能=Pt=1000W×100×60s=6×106J
∴该热水器的效率η=
Q吸
W电能×100%=
5.04×106J
6×106J×100%=84%.
②“220V 1000W”表示电热水器的额定电压U额=220V,额定功率P额=1000W
∴电热器的电阻R=
U额2
P额=
(220V)2
1000W=48.4Ω
当实际电压U实=200V时
电热器的实际功率P=
U实2
R=
(200V)2
48.4Ω=826.4W
答:该电热器的效率是84%,若用电高峰期,若此电热器的实际电压仅为200V,它的实际功率是826.4W.
点评:
本题考点: 热量的计算;能量利用效率;电功率的计算;实际功率.
考点点评: 本题计算量比较大,学生如果不细心,很容易出错,要求对其本的计算公式要掌握,尤其是公式中各字母表示的物理量以及单位.