Question

电热水壶是家庭常用的电热器具．小东同学想通过实验知识一名铭牌是“220V 1500W”电热水壶的效率，他在该壶中装入2.5kg的水后，将其接入家庭电路并正常工作，在烧水过程中他记录下了不同时刻水的温度，并绘制出“温度--时间”图线，如图所示．请回答：
（1）在AB、BC、CD三段过程中，水温上升最快的是哪一段？
（2）从图中可知水当前的沸点是多少？
（3）该电热水壶烧开这壶水（即从A到C的过程中）的效率．〔C_水=4.2×10³J/〕
（4）为了提高电热水壶的效率，请你提出一条合理化的建议．

Answer 1

【答案】分析：（1）由图可知图象表示的是温度随时间的变化图象，故可以根据图象的倾斜程度可知哪一段水温上升最快；
（2）当水达到沸点后，温度就不再发生变化，故由图可知水的沸点；
（3）由图可知烧开这壶水所用的时间，则由电功公式可求得消耗的电能；由水的比热可求得水吸引的热量，则可求得电热水壶的效率；
（4）要想提高电热水壶的效率，应减小热量的散失，故可以从保温等方面进行分析．
解答：解：（1）由图可知，AB段时，图象的倾斜程度最大，故说明该段上水温上升最快；
（2）由图可知，当水温达到约98℃时，水的温度不再发生变化，说明水的沸点为98℃；
（3）将水烧开所用的时间为12min；则消耗的电能W=Pt=1500W×12×60s=1.08×10⁶J；
由图可知，水从20℃升高到98℃；则水吸收的热量Q=mc△t=2.5kg×4.2×10³J/（kg?℃）×（98℃-20℃）=8.19×10⁵J；
则电热水壶的效率η=≈75.8%；
（4）要想提高电热水壶的比热，应减小热量的散失，故可以为壶嘴加上盖子或及时清除水垢；
答：（1）AB段水温上升最快；（2）水的沸点为98℃；（3）电热水壶的效率为75.8%；（4）为壶嘴加上盖子（或及时清除水垢）．
点评：本题考查学生对图象的认识及电功率及热量的计算；图象为物理学中重要的解题方法之一，应重点掌握．