Question

2．如圖甲所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心透著社會主義核心價值觀．小明的爺爺網(wǎng)購了一臺電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖乙（甲部分）所示，電熱足浴器某次正常工作時控制面板顯示如圖乙（乙部分）所示，求：
（1）此時足浴器的工作電流．（計算結果保留一位小數(shù)）
（2）足浴器裝入最大容量初溫為22℃的水，當水溫達到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量．
（3）上述加熱過程耗時16min，該足浴器的熱電效率．

Answer 1

分析 （1）知道電熱足浴器的加熱功率和額定電壓，根據(jù)P=UI的變形公式I=$\frac{P}{U}$求出此時足浴器的工作電流；
（2）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$的變形公式m=ρV求出水的質量，再利用Q_吸=cm（t-t₀）求出水所吸收的熱量；
（3）根據(jù)W=Pt求出電熱足浴器消耗的電能，然后根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該足浴器的熱電效率．

解答 解：（1）由圖2可知，此時電熱足浴器的電功率P=500W，
由P=UI得，此時足浴器的工作電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.3A；
（2）足浴器裝入最大容量時水的體積V=5L=5dm3=5×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
則水所吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（42℃-22℃）=4.2×10⁵J；
（3）加熱時間t=16min=960s，
由P=$\frac{W}{t}$得，電熱足浴器消耗的電能：
W=Pt=500W×960s=4.8×10⁵J，
則該足浴器的熱電效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{4.8×1{0}^{5}J}$×100%=87.5%．
答：（1）此時足浴器的工作電流為2.3A；
（2）當水溫達到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量為4.2×10⁵J；
（3）上述加熱過程耗時16min，該足浴器的熱電效率為87.5%．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應用題，考查了學生對吸熱公式、電功及電功率公式的靈活運用，關鍵是從題目圖片中找出有用的信息，與生活實際相連，使學生覺得學了物理有用，注意計算時的單位統(tǒng)一．