Question

图1是小黄家一台快速电热水壶，铭牌如左下表．为了测量它烧水时的实际功率，小黄和父亲合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装了0.5L、20℃的水，接入家庭电路中，闭合壶的开关，测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是7min．同时观察到家中电能表（见图2（b）转过的转数正好为175转（r）．
请根据相关信息求：
（1）电热水壶中水的质量；
（2）电热水壶中水吸收的热量；
（3）电热水壶烧水的实际功率；
（4）电热水壶加热的效率．

Answer 1

解：（1）∵0.5L=0.5dm³=500cm³，所以水的质量m=ρV=1g/cm³×500cm³=500g=0.5kg；
（2）水吸收的热量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=168000J；
（3）消耗的电能W==0.117KW?h=420000J；
电水壶烧水的实际功率P===1kW；
（4）电热水壶加热的效率η=×100%=×100%=40%．
答：（1）电水壶中水的质量是0.5kg；
（2）电水壶中水吸收的热量是168000J；
（3）电水壶烧水的实际功率是1kW；
（4）电热水壶加热的效率是40%．
分析：由公式m=ρV计算出水的质量，由热量公式Q=cm（t-t₀）计算吸收的热量，由电表信息可以求解消耗的电能，再利用效率公式η=×100%计算效率．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，注意计算时的单位变换要正确．