Question

【题目】在进行物理课外实践活动中，晓彤同学进行了用电热水壶烧水问题的研究，他选择了如图型号的电热水壶，经过研究发现在白天和傍晚时（气压不变），使用同一电热水壶装满20℃水烧开所用时间不同，白天需用10min，而晚上却用12min．

（1）请计算该电水壶正常工作10min消耗的电能是多少？

（2）晓彤同学使用了300r/kWh的电能表在晚上单独烧同样多的水，发现在2min内电能表转盘转过了14圈，计算此时电热水壶电功率，并说明白天和夜晚烧水时间不同的最可能原因是什么？

（3）通过计算和日常经验说明提高烧水效率的可行方法．

Answer 1

【答案】（1）9×105J；（2）此时电热水壶实际电功率为1400W，夜晚使用的用电器（较多）总功率较大，使干路电流很大，导线分得更多电压，使得实际电压低于额定电压；（3）可以给壶嘴加盖．

【解析】

（1）已知电水壶的额定功率，由W＝Pt计算电水壶正常工作10min消耗的电能；（2）从表中数据“300r/kWh”可以知道每消耗1kWh的电能，电能表转300转；电水壶工作2min转14r，据此求处2min电热壶消耗的电能；再利用P＝求出电水壶的实际功率；实际功率不等于额定功率可能是实际电压不等于额定功率，由此分析；（3）根据吸热公式Q吸＝cm（t-t0）计算水吸热与消耗电能比较、分析提高热效率的办法．

(1)由题知,电水壶的额定功率1500W,由P＝可得电水壶正常工作10min消耗的电能：W＝P额t＝1500W×10×60s＝9×105J；(2)电能表表盘转14圈消耗的电能：W′＝kWh＝1.68×105J；电水壶的实际功率：P实＝＝1400W，烧开同样的水,水需要吸收热量是相同的,因为P实<P额,所以用的时间不一样,可能是夜晚使用的用电器(较多)总功率较大，使干路电流很大，导线分得更多电压，使得实际电压低于额定电压的缘故；(3)壶中水烧开水吸的热量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×2kg×(100℃20℃)＝6.72×105J，由此知：Q吸<W，说明烧水的过程消耗电能产生的热量并没被水全部吸收，存在有热散失，为了提高烧水效率可以给壶嘴加盖。