解题思路:(1)充满水后水的质量和额定容量相等,由图可知设定的温度即为水的末温,根据Q=cm△t求出水吸收的热量.
(2)电流做的功等于水吸收的热量,由功率的变形公式可以求出加热时间;
(3)启动热水器时,总功率变大,根据I=[P/U]可知电流的变化,判断出输电线上损失电压的变化,从而得出灯泡电压的大小变化.
(1)已知:V=55L=0.055m3,
由ρ=[m/V]得:m=ρ水V=1×103kg/m3×0.055m3=55kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×55kg×(60℃-10℃)=1.155×107J;
(2)∵W=Q=1.155×107J;
∴加热时间t=[W/P]=
1.155×107J
3000W=3850s;
若实际经过1h20min指示灯才熄灭,则W′=Pt′=3000W×4800s=1.44×107J;
∴η=
Q吸
W×100%=
1.155×107J
1.44×107J×100%≈80.2%;
(3)启动热水器时,总功率变大,根据I=[P/U]可知干路电流变大,干路输电线上的电阻一定,由U=IR可知输电线上损失电压的变大,导致并联电路两端电压比较降低,灯泡的实际功率小,因此比较暗.
答:(1)加热指示灯从亮到灭的过程中,热水器中的水一共吸收1.155×107J的热量;
(2)若不考虑能量损失,从接通电源到指示灯熄灭需要时间为3850s;
若实际经过1h20min指示灯才熄灭,则热水器的效率是80.2%;
(3)小明发现每次启动热水器时,总功率变大,干路电流变大,输电线上损失电压的变大,导致并联电路两端电压比较降低,灯泡的实际功率小,因此比较暗.
点评:
本题考点: 热量的计算;电功与热量的综合计算.
考点点评: 本题考查热量、功率和效率的计算,电热水壶在工作过程中,将电能转化为内能,转化效率不可能是100%;灯泡的实际功率变化分析,关键抓住不变量以及变化量,运用欧姆定律进行分析.