Question

【題目】為探測(cè)宇宙中的中微子，科學(xué)家們利用熱水熔鉆機(jī)在南極冰雪層中熔得深達(dá)1.6km的深井，并在深井底部放置傳感器．熱水熔鉆機(jī)的工作原理為：經(jīng)電熱絲加熱后，70℃的熱水流出電熱器，沿著螺旋狀水管流經(jīng)鉆頭表面，鉆頭受熱溫度上升從而在冰雪中熔得深井：熱水在螺旋狀水管內(nèi)邊流動(dòng)溫度邊下降，并最終以10℃的冷水流回電熱器，電熱器外殼與外界隔熱．每小時(shí)有6t水流經(jīng)電熱器，電熱器的電源電壓為220V．已知水的比熱容為C水=4.2×103J/（kg℃），問(wèn)：
（1）電熱器的電功率是多少？
（2）電熱絲的電阻是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：t=1h=3600s

電熱器消耗的電能：W=Pt，

m=6t=6000kg，

水吸收的熱量：Q=cm（t﹣t0）

因?yàn)椋琖=Q，

所以，Pt=cm（t﹣t0），

P×3600s=4.2×103J/（kg℃）×6000kg×（70℃﹣10℃），

所以，P=4.2×105W．

（2）解：R= = =0.12Ω
【解析】（1）電熱器消耗的電能：W=Pt， 水吸收的熱量：Q=cm（t﹣t0），
電熱器消耗的電能與水吸收的熱量相等列出等式，知道通電時(shí)間、水的比熱、質(zhì)量、水的初溫和末溫，求電功率．（2）知道電熱器的電壓和功率，根據(jù)R= 求電阻．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解熱量的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來(lái)的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對(duì)歐姆定律及其應(yīng)用的理解，了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．