Question

家住偏远山村的李芳同学家境贫寒．今年开学初收到了爱心志愿者送来的礼物，其中有一个电暖手袋．李芳同学在查看说明书时，发现其主要参数如图所示．设环境温度为15℃．当给电暖手袋正常通电时，则：
（1）通过电暖手袋的电流是多少？
（2）袋中液体温度升高到65℃时需吸收多少热量？[已知液体比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]
（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压下通电5min，能否达到它的自动断开温度？

Answer 1

解：（1）给电暖手袋正常通电时的功率为550W，电压为220V，
根据P=UI可得，通过电暖手袋的电流：
I===2.5A；
（2）袋中液体温度升高到65℃时需吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J；
（3）下通电5min液体吸收的热量：
Q_吸′=W=Pt=550W×5×60s=1.65×10⁵J，
液体达到的最高温度：
t′=+t₀=+15℃≈39.3Ω+15℃=54.3℃，
54.3℃＜65℃，
∴不能达到它的自动断开温度．
答：（1）通过电暖手袋的电流是2.5A；
（2）袋中液体温度升高到65℃时需吸收2.1×10⁵J的热量；
（3）如图电流产生的热全部被袋中液体吸收，电暖手袋在额定电压下通电5min，不能达到它的自动断开温度．
分析：（1）给电暖手袋正常通电时的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过电暖手袋的电流；
（2）知道液体的质量和温度的变化以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出吸收的热量；
（3）根据Q_吸=W=Pt求出通电5min液体吸收的热量，再根据Q_吸=cm（t-t₀）求出液体的末温，然后与自动断开温度相比较，即可判断是否可以自动断开温度．
点评：本题考查了电功率公式、吸热公式的灵活应用，关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等．