小芳家有一只用来烧开水的电热水壶,铭牌上标着“220V,1000W”字样.请你帮她设计一种方法,用来测量这只水壶烧水时的

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  • 解题思路:由电热水壶的铭牌可知电热水壶的额定电压和额定功率,可求电热水壶的电阻,利用交流电压表测出电热水壶两端的实际电压,求出电热水壶的实际功率,用钟表测出烧开一壶水用的时间,利用W=Pt求消耗的电能(总能量);用量杯量出水壶内的水,利用密度公式求水的质量,再测出水的初温和烧开时水的末温,利用吸热公式求水吸收的热量(有用能量);最后利用效率公式η=Q吸W×100%求解.

    1.器材:温度计(量程为0℃~100℃),量杯,计时器(钟表),交流电压表(量程为250V).

    2.实验步骤:

    由铭牌可得电热水壶的电阻R=

    U2额

    P额=

    (220V)2

    1000W=48.4Ω,

    ①用量杯量出适量体积的水V,则水的质量m=

    ρ水

    V,

    ②用温度计测出水的初温t0和水开时(末温)t,水吸收的热量Q=cm(t-t0)=cρV(t-t0),

    ③用钟表测出烧开一壶水用的时间T,

    ④利用交流电压表测出电热水壶两端的实际电压U,电热水壶的实际功率P=

    U2

    R=

    U2

    48.4Ω;实际消耗的电能:W=Pt=

    U2

    48.4ΩT,

    ⑤电热水壶的效率:

    η=

    Q吸

    W=

    c水ρ水V(t−t0)

    U2

    48.4ΩT=

    c水ρ水V(t−t0)×48.4Ω

    U2T .

    3.计算公式:η=

    Q吸

    W=

    c水ρ水V(t−t0)

    U2

    48.4ΩT=

    c水ρ水V(t−t0)×48.4Ω

    U2T .

    点评:

    本题考点: 电功与热量的综合计算;能量利用效率;热量的计算;电功的计算.

    考点点评: 本题考查了学生对电功率公式、吸热公式Q吸=cm△t的掌握及应用,本题涉及知识点多,要求灵活选择仪器测量水的体积、初温和末温、实际电压、加热时间.