解题思路:(1)已知比热容、质量和初温、末温,根据公式Q=cm(t-t0),可求吸收的热量.
(2)由铭牌可知电热壶的额定电压与额定功率,由电功率的变形公式可以求出电热壶正常工作时的电阻.
(3)根据电热壶的效率求出烧开一壶水电热壶产生的热量,然后由W=Pt的变形公式求出烧水所学时间.
(4)由W=Pt可知,在做功一定的情况下,做功时间越长,电热壶的实际功率越小,根据电功率公式分析原因.
(1)在1标准大气压下,水的沸点是100℃,
把水烧开时,水所吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100℃-20℃)=1.68×105J;
(2)∵P=
U2
R,
∴电热壶正常工作时的电阻R=
U2
P=
(220V)2
800W=60.5Ω;
(3)∵η=
Q吸
Q,
∴电热壶产生的热量Q=
Q吸
η=
1.68×105J
70%=2.4×105J,
∵W=Q=Pt,
∴烧开一满壶水所需的时间t=[W/P]=
2.4×105J
800W=300s;
(4)烧开一壶水时,水所吸收的热量Q不变,电流做功W=Q不变,
由W=Pt可知,在做功W一定的情况下,做功时间t越长,电热壶的实际功率P越小,
电热壶的电阻R不变,由P=
U2
R可知,在用电高峰期,电热壶两端的实际电压变小.
答:(1)水吸收的热量是1.68×105J;
(2)电热壶正常工作时的电阻是60.5Ω;
(3)若电热壶的效率为70%,则烧开一满壶水要300s;
(4)小明发现用电高峰期,电热壶两端实际电压小于额定电压,
电热壶的实际功率小于额定功率,所以烧开一壶水远比正常工作时需要的时间长.
点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.
考点点评: 本题是一道综合题,考查了热量公式的应用、电功率公式及其变形公式的应用,但难度不大,熟练掌握并灵活应用基础知识即可正确解题.