Question

如图所示，烧瓶中装有0.3kg煤油，电阻丝的阻值为10Ω，闭合开关．调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数为2A时通电5min，煤油的温度由20℃升高到30℃．[c_煤油=2.1×10³J/（kg·℃）]求：
（1）煤油吸收的热量；
（2）电阻丝加热煤油的效率．

Answer 1

解：
（1）∵c_煤油=2.1×10³J/（kg·℃），m=0.3kg，t₀=20℃，t=30℃，
∴煤油吸收的热量为：Q_吸=c_煤油m（t﹣t₀）=2.1×10³J/（kg·℃）×0.3kg×（30℃﹣20℃）=6300J．
（2）∵电阻丝与滑动变阻器串联，电流表测量的是整个电路中的电流，
∴通过电阻丝的电流为I=2A，
而R=10Ω，t=5min=300s，
∴电流通过电阻丝放出的热量为：Q=I²Rt=（2A）²×10Ω×300s=1.2 ×10⁴J，
则电阻丝加热煤油的效率为：η==52.5%．