Question

【题目】明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示，该电热水壶可以将水从桶中抽到壶中并自动加热至水烧开，明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接 通电热水壶控制开关，小电动机将水从桶中提升至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为 20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为 100℃时自动断开电路停止工作。明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有 3000r/kWh 的电能表在60s内转盘转了121r。求：

型号	MH﹣200	额定加热功率
额定电压	220V	小电动机额定功率	5W
额定频率	50Hz	容量	2.0L

（1）小电动机工作时将电能转化为______能和______________能。

（2）电热水壶的额定加热功率_______ ；

（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的 10/11，电热水壶在此电压下烧水时的加热效率为 80%，试计算在用电高峰时烧开该壶水需要多长时间_________？

Answer 1

【答案】内 机械 2420W 420s

【解析】

（1）小电动机将水从桶中提升至电热水壶满刻度处自动停止加水，电动机对水做功，水的机械能增加，所以电能转换成机械能，电流通过电动机线圈时，根据焦耳定律可知，线圈温度升高，电能转换成内能，故小电动机工作时将电能转化为内能和机械能。

（2）根据电能表上标的参数“3000r/kWh”的含义可知，当电能表上转盘转121转时，用电器消耗的电能W=

所以热水壶的额定加热功率

（3）水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg

把2L水从20℃加热到100℃吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；
因为热水壶的额定加热功率P加=2420W，
所以由P=得：加热电阻为：

当实际电压是额定电压的，其实际功率为

由题意可知：Q吸=P实t′η′，
则加热时间t′=