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11.程成是个爱观察爱思考热爱科学探究的孩子,他注意到家里的电饭锅铭牌上标有“220V 1000W”的字样,他想知道电饭锅的加热效率,于是他在电饭锅内倒入体积为2L、温度为20℃的水,把这些水加热到80℃,电饭锅正常工作了10min.已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),ρ=1.0×103kg/m3试计算在这个过程中:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电饭锅消耗了多少电能?
(3)电饭锅的加热效率是多少?
(4)一天小明家的实际电压只有200W时,求此时的实际电功率是多少?

分析 (1)先根据密度的变形公式求出水的质量,然后利用Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)根据W=Pt求出电饭锅消耗的电能;
(3)根据η=$\frac{Q}{W}$求出电饭锅的加热效率;
(4)已知电饭锅的额定电压和额定功率,用公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$计算电阻;已知实际电压用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$就能得到实际功率

解答 解:(1)V=2L=2×10-3m3
由ρ=$\frac{m}{V}$可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg;
水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J;
(2)电饭锅消耗的电能:W=Pt=1000W×10×60s=6×105J;
(3)电饭锅的加热效率:η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{6×1{0}^{5}J}$×100%=84%.
(4)电饭锅的额定电压为U=220V,额定功率为P=1000W,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得:电阻R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{1000W}$=48.4Ω,
实际电压为U=200V,所以实际功率为P=$\frac{{U}_{实}^{2}}{R}$=$\frac{(200V)^{2}}{48.4Ω}$≈826.4W.
答:(1)水吸收的热量是5.04×105J;
(2)电饭锅消耗了6×105J的电能;
(3)电饭锅的加热效率是84%;
(4)小明家的实际电压只有200V时,此时的实际电功率是826.4W.

点评 本题利用公式Q=cm△t求解了电饭锅烧水的有关问题,利用所学知识解决实际问题,使课堂知识走进现实生活,理论联系实际,符合新课标的要求.

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