(8分)小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10℃,充满水后,小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源,加热指示灯亮;达到
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(8分)小明家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌如图甲所示。若自来水的温度是10℃,充满水后,小明将调温开关调到如图乙所示的位置。接通电源,加热指示灯亮;达到设定温度时,加热指示灯熄灭。请你帮助小明回答下列问题:
(1)加热指示灯从亮到灭的过程中,热水器中的水共吸收多少热量? (2)若不考虑能量损失,从接通电源到指示灯熄灭需要多少时间? (3)若实际经过2.5h指示灯才熄灭,则热水器的效率是多少?[C水=4.2×103J/(kg·℃)] |
答案
⑴.1.155×107J (2分) ⑵.7. 7×103S (3分) ⑶.85.6% |
解析
(1)先计算水的质量,再根据Q吸=c水m(t-t0)求出吸收的热量. (2)不考虑能量损失时,吸收的热量等于消耗的电能,根据t=W/P计算时间. (3)根据W=Pt计算出消耗的电能,再与吸收的热量进行比较,就能得出热水器的效率. 解:(1)水的质量: m=ρv=1.0×103kg/m3×55×10-3m3=55kg, 水吸收的热量: Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×55kg×(60℃-10℃)=1.155×107J; (2)不考虑能量损失时, W=Q吸=1.155×107J, t=W/P=1.155×107J/1500W==7700s; (3)电热水器消耗的电功: W′=Pt′=1500W×(2×3600s+30×60s)=1.35×107J, 热水器的效率: 答:(1)热水器中的水一共吸收1.155×107J的热量; (2)从接通电源到指示灯熄灭需要7700s; (3)热水器的效率约为85.6% |
举一反三
暑期持续高温,居民家中的空调、电扇长时间使用导致火灾时有发生,经调查发现,起火原因是电线超负荷使金属线芯发热引燃了外面的绝缘皮.这里的“超负荷”是指电路中________(填“电流”或“电阻”)过大,发生火灾理论依据是_______________________. |
甲同学在用电炉烧水时发现电炉丝热得发红,而与它相连的导线却几乎不发热.甲同学猜想“电阻越大,发热功率越大”.而乙同学在用电炉烧水时发现,将两个电阻不同的电炉分别接到家庭电路中时,电阻小的电炉烧水快些,相同时间内产生的热量多些.乙同学猜想“电阻越小,发热功率越大”. 现有镍铬合金丝做的电阻R1和R 2,阻值分别为5和10,两个相同的容器中装入质量和温度都相同的煤油,另有温度计、电池组、开关、导线、变阻器等实验器材. (1)为了验证甲同学的猜想,请利用以上器材设计实验,用笔画线代替导线连接好图甲的电路.
(2)下表是验证甲同学的猜想时实验得到的数据:
加热时间/min
| 0
| 8
| 16
| 24
| 装有R 1容器中煤油的温度/℃
| 20.0
| 21.6
| 23.2
| 24.7
| 装有R2容器中煤油的温度/℃
| 20.0
| 23.1
| 26.0
| 28.9
| 从上述实验数据分析发现,发热功率与电阻的关系是_______________________. (3)电流产生热量的多少不易直接测量.因此,在这个实验中是通过比较________来比 较电阻R 1、R 2产生热量的多少. (4)为验证乙同学的猜想,请在图乙的方框中画出实验电路图. (5)甲同学与乙同学观察到的现象似乎有矛盾,请加以分析. 原因:______________________________________________________. |
电流通过导体产生的热量与__________成正比,与_________成正比,与通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律. |
把一根阻值是48.4欧的电炉丝接到220V照明电路上,通电时间240s,则它放出 J的热量。若将此电炉丝对折后再接入同一照明电路,要它放出同样多的热量,通电时间应为 S. |
为了防止交巡警执勤时发生中暑等情况,去年我主城各交巡警平台开始大规模安装大型冷气机降温,这种水冷式冷气机采用先进的降温技术,将使得平台温度与室外温度相比下降4℃——10℃,而且1小时耗电量还不到1度电,这种冷气机将在炎热的天气下,有效保护交巡警的身体健康。根据你所学过的物理知识作出合理评价(要求写出两条): (1): ; (2): 。 |
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