Question

为了测定某额定功率为1000W的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作，并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图，求：
（1）加热4min，水的温度升高了多少℃？
（2）加热4min，水吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×10³J/]
（3）该热水器正常工作时的效率为多少？（电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比）．

Answer 1

【答案】分析：（1）由图象可知，加热4min水温由20℃上升到了40℃；
（2）知道水的质量、水的比热容、水温度的升高值，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）．
（3）知道热水器正常工作，热水器的实际功率等于额定功率，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求热水器正常工作时的效率．
解答：解：（1）由图可知，△t=40℃-20℃=20℃；
（2）水吸收热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（Kg?℃）×2kg×20℃=1.68×10⁵J；
（3）∵热水器正常工作，
∴P=P_额=1000W，
加热4min消耗的电能：
W_电=Pt=1000W×60s×4=2.4×10⁵J，
热水机的效率：
η===70%．
答：（1）加热4min，水的温度升高了20℃；
（2）加热4min，水吸收了1.68×10⁵J的热量；
（3）该热水器正常工作时的效率为70%．
点评：本题考查了热量的计算、消耗电能的计算、效率的计算，知识点多、综合性强，能从图象中得出相关信息是本题的关键．