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精英家教网小明同学家里新买了一台电热饮水机,该电热饮水机有加热和保温两种功能,铭牌的部分参数如下表所示.经分析得知,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态;S断开时,饮水机处于保温状态,其工作电路图如图所示.为了测定其加热时的实际功率,小明断开家中其它所有的用电器,只将饮水机接入电路中,闭合开关S,测得热水箱中初温为20℃的水烧开,共用了7.5min(在标准大气压下),同时观察到家中标有“1200r/kW?h”电能表转盘转过120转.根据以上信息.求:
(1)热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量.[已知c=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)饮水机加热时的实际电功率.
(3)饮水机加热过程中的热效率.
水箱容量 1L
额定电压 220V
加热时额定功率 880W
分析:(1)已知水箱中水的体积,根据公式m=ρV可求水箱中水的质量,标准大气压下水的沸点是100℃,根据公式Q=cm(t-t0)求出烧开所吸收的热量;
(2)“1200r/kW?h”的意义为:每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘就转过1200r,从而可以计算出电能表的转盘转过120r消耗的电能,又知道工作时间,可利用公式P=
W
t
求出饮水机的实际功率;
(3)已经计算出水吸收热量和饮水机消耗的电能,可利用公式η=
Q
W
×100%求出饮水机的热效率.
解答:解:(1)根据ρ=
m
V
可得,水箱中水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
标准大气压下水的沸点是100℃,烧开所吸收的热量:
Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg?℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
(2)∵每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘就转过1200r,
∴电能表的转盘转过120r消耗的电能为:
W=
120r
1200r/kW?h
=0.1kW?h=3.6×105J,
∴饮水机的实际功率为:
P实际=
W
t
=
3.6×105J
7.5×60s
=800W.
(3)饮水机的热效率为:
η=
Q
W
×100%=
3.36×105J
3.6×106J
×100%≈93.3%.
答:(1)热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量为3.36×105J;
(2)饮水机加热时的实际电功率为800W;
(3)饮水机加热过程中的热效率约为93.3%.
点评:本题考查了密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用,关键是理解电能表参数的含义和应用,是一道较为简单的计算题.
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

小明同学家里新买了一台电热饮水机,该电热饮水机有加热和保温两种功能,铭牌的部分参数如下表所示.经分析得知,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态;S断开时,饮水机处于保温状态,其工作电路图如图所示.为了测定其加热时的实际功率,小明断开家中其它所有的用电器,只将饮水机接入电路中,闭合开关S,测得热水箱中初温为20℃的水烧开,共用了7.5min(在标准大气压下),同时观察到家中标有“1200r/kW?h”电能表转盘转过120转.根据以上信息.求:
(1)热水箱中的水从20℃烧开所吸收的热量.[已知c=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)饮水机加热时的实际电功率.
(3)饮水机加热过程中的热效率.
水箱容量1L
额定电压220V
加热时额定功率880W

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