Question

（2013?安阳二模）如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示．

额定电压	额定加热功率	指示功率	袋内充水	自动断电温度
220V	500W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）电热水袋内充的是水，主要是利用了水的

比热容

大的性质．
（2）由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要

大

（选填“大”或“小”）得多．
（3）热水袋中水的初始温度是15℃时，在额定电压下加热10min后，达到设定温度，温控开关自动断开，指示灯熄灭．求此过程中水吸收的热量．[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（4）电热水袋的加热效率是多少（指示灯耗电忽略不计）？
（5）当用电高峰时，若实际电压只有200V，该电热水袋的实际功率为多少（发热体电阻R不变，结果保留整数）？

Answer 1

分析：（1）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（2）已知指示灯L的电阻比发热体R的额定电压和额定功率，根据R=

U2

P

可知两电阻的大小关系；
（3）利用表格中的数据，根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（4）根据W=Pt求出电流做的总功，利用效率公式求出电热水袋的加热效率；
（5）最后根据P=

U2

R

求出发热体的阻值，再求出电压为200V时的实际功率．

解答：解：（1）在质量和温差相同的情况下，水的比热容大、放出的热量多，因此用水作取暖剂；
（2）由表中数据可知，U_L额=U_R额，P_L ＜P_R，根据R=

U2

P

可知R＞R_L，即红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J；
（4）电流做的功：
W=Pt=500W×600s=3×10⁵J，
电热水袋的加热效率：
η=

Q吸

W

×100%=

2.1×105J

3×105J

×100%=70%；
（4）发热体的阻值：
R=

U2

PR额

=

(220V)2

500W

=96.8Ω，
实际电压为200V时的功率：
P=

U实2

R

=

(200V)2

96.8Ω

≈413W．
答：（1）比热容；
（2）大；
（3）此过程中水吸收的热量为2.1×10⁵J；
（4）电热水袋的加热效率是70%；
（5）该电热水袋的实际功率约为413W．

点评：本题由电热水袋入手考查相关的物理知识，熟练应用电功率公式、吸热公式、电功公式和效率公式是关键，同时要注意从表格中得出相关的信息．