Question

图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的简化电路图．其性能指标如下表：

额定电压	额定加热功率	指示功率	袋内充水	自动断电温度
220V	400W	≤0.2W	1kg	65℃

（1）由题意可知，指示灯L的电阻比发热体R的电阻要______（填“大”或“小”）得多．
（2）若热水袋内的水温是15℃，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，此过程中水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×10³J/]
（3）电热水袋的电能转化为水的内能的效率是多少？
（4）当实际电压为200V时，该电热水袋的实际功率约为多少？

Answer 1

【答案】分析：已知指示灯L的电阻比发热体R的额定电压和额定功率，根据R=可知两电阻的大小关系；利用表格中的数据，根据Q=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Pt求出电流做的总功，利用效率公式求出其大小；最后根据P=求出发热体的阻值，再求出电压为200V时的实际功率．
解答：解：（1）由表中数据可知，U_L额=U_R额，P_L ＜P_R，根据R=可知R＞R_L；
（2）水吸收的热量为Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁵J；
（3）电流做的功为W=Pt=400W×600s=2.4×10⁵J，
电热水袋的电能转化为水的内能的效率为η==87.5%；
（4）发热体的阻值为R===121Ω，
实际电压为200V时的功率为P==≈330.6W．
答：（1）指示灯L的电阻比发热体R的电阻要大得多；
（2）此过程中水吸收的热量为2.1×10⁵J；
（3）电热水袋的电能转化为水的内能的效率为87.5%；
（4）实际电压为200V时的实际功率约为330.6W．
点评：本题是一道热学和电学的综合题，考查了吸收热量、效率、电功的计算，以及电功率公式的计算和应用，关键是公式的灵活运用．