Question

（2003?福州）家庭中常用電熱水壺燒水，它具有方便、環(huán)保的優(yōu)點．下表是小紅同學收集到的燒開一壺水的有關數據，請按要求作答．（設電阻值不變、計算結果保留小數點后面兩位）
（1）燒開這壺水至少需吸收多少熱量？
（2）用所學知識計算出與本題相關的三個電學方面的物理量．要求寫出簡要的文字說明、計算過程和結果．
（3）小紅同學通過計算、分析發(fā)現，燒開一壺水實際加熱時間大于理論計算時間．你認為產生這種現象的原因是什么？請簡要分析．

水的質量m/kg	0.5	電熱水壺銘牌	額定電壓U/V	220
水的初溫t0/℃	20		額定功率P/W	440
水的比熱容c/[J/（ks?℃）]	4.2×103	實際電壓U/V		200
大氣壓值	一個標準大氣壓	實際加熱時間t/min		9

Answer 1

分析：（1）已知水的質量與初溫，由熱量公式可以求出把水燒開水所吸收的熱量．、
（2）根據表中數據可以求出電熱水壺的額定電壓、額定功率、實際電壓，應用電功率公式及其變形公式可以求出電熱水正常工作時的電流、電阻、實際功率．
（3）從熱量散失的情況分析答題．

解答：解：（1）在一標準大氣壓下水的沸點是100℃，
把水燒開，水吸收的熱量：
Q_水吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁵J；
（2）∵P=UI，
∴當電熱水壺正常工作時：
I_額=

P額

U額

=

440W

220V

=2A，
∵P=

U2

R

，
∴電熱水壺的電阻：
R=

U 2 額

P額

=

(220V)2

440W

=110Ω，
當實際電壓為200V時，
通過電熱水壺的電流：
I_實=

U實

R

=

200V

110Ω

≈1.82A，
電熱水壺的實際功率：
P_實=

U 2 實

R

=

(200V)2

110Ω

≈363.6W；
（3）燒開一壺水電熱水壺做功：
W_實=P_實t_實=363.6W×540s=1.96×10⁵J，
電熱水壺做功大于水所吸收的熱量，
這是因為在燒水過程中，熱量有散失．
答：（1）燒開這壺水至少需吸收1.68×10⁵J的熱量．
（2）電熱水壺正常工作時的電流為2A，電阻為110Ω，實際功率為363.6W．
（3）燒水過程中，有熱量損失，因此加熱時間大于理論值．

點評：本題考查了求水吸收的熱量、求電學相關三個量等問題，應用熱量公式、電功率公式即可正確解題．