(2003•桂林)李茜家买回一台新型快速电热水壶,此壶是在热胆中储水,由电热管加热工作的;电热水壶的铭牌上标有下表中数据

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  • 解题思路:(1)标准大气压下,水的沸点是100℃(末温),知道水的质量、水的初温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量(至少消耗的但能);知道电热水壶的额定功率,利用P=[W/t]求电热水壶正常加热时间;

    (2)有热损失,消耗的电能没有全部被水吸收,电热壶的电压小于额定电压;

    (3)知道额定功率和额定电压,利用P=

    U

    2

    R

    求R1的电阻,再根据P=

    U

    2

    R

    1

    +

    R

    0

    =41W求R0电阻.

    (1)由题知,水的末温为100℃,

    水吸收的热量(至少消耗的电能):

    Q=cm(t-t0

    =4.2×103J/(kg•℃)×4.8kg×(100℃-20℃)

    =1.6128×106J,

    (2)电热水壶正常工作时,

    P=P=756W,

    由题知:Q=W=Pt,

    电热水壶正常工作时烧开这壶水用的时间:

    t=

    Q吸

    P=

    1.6128×106J

    756W≈2133s≈35.6min;

    (2)在加热过程中,有热损失,例如:水壶吸热、散失到空气中的热,电热壶的电压小于额定电压,使得实际加热时间要长一些;

    (3)R1=

    U2额

    P额=

    (220V)2

    756W≈64Ω,

    由题知,电热水壶的保温功率:

    P=

    U2

    R1+R0=41W,

    即:

    (220V)2

    64Ω+R0=41W,

    解得:R0≈1116Ω

    答:(1)电热水壶装满20℃的水烧开至少需要耗电1.6128×106J,其正常加热时间至少35.6min;

    (2)水壶吸热、散失到空气中的热,使得实际加热时间要长一些;

    (3)要使电热水壶满足保温功率,图中R0电阻应取1116Ω.

    点评:

    本题考点: 热量的计算;电功的计算;电功率的计算.

    考点点评: 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,从电热壶的铭牌和电路图得到相关信息是本题的关键.