Question

1．隨著電熱水壺逐漸的出現(xiàn)，各種型號(hào)的電熱水壺慢慢進(jìn)入千家萬(wàn)戶．如圖丙是王老師的電熱水壺，圖甲所示是電熱水壺的簡(jiǎn)易電路原理圖．

該電熱水壺的技術(shù)參數(shù)如表所示：

商品名稱	美的電水壺12S03E1M磨砂
商品容量	1.5L
內(nèi)置水位線	內(nèi)部水位標(biāo)線0.5L-1.5L
性能參數(shù)	額定功率：1800W 電壓 頻率：220V-50Hz

（1）若不考慮熱量散失，此熱水壺加熱滿滿一壺20℃水，把水燒開需要多少時(shí)間？
（2）該電熱水壺是如何做到溫控調(diào)節(jié)的請(qǐng)表述其工作原理．
（3）小明家的電能表如圖乙所示，當(dāng)小明家只有該熱水壺加熱時(shí)，使用電熱水壺半個(gè)小時(shí)電能表的表盤選擇多少圈．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)水的密度和體積求出質(zhì)量，再根據(jù)公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
不計(jì)熱量損失時(shí)，消耗的電能和水吸收的熱量相等，根據(jù)W=Pt求出加熱的時(shí)間；
（2）電磁繼電器的實(shí)質(zhì)是一個(gè)間接開關(guān)，它連接兩個(gè)電路，是通過(guò)控制電路的通斷來(lái)控制工作電路的通斷的開關(guān)．此題中的控制電路的通斷是由水溫的變化來(lái)控制的，分析時(shí)要從控制電路入手．
（3）根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能，進(jìn)一步求出電能表轉(zhuǎn)的圈數(shù)．

解答 解：（1）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，壺內(nèi)水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.5×10³m³=1.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁵J；
不計(jì)熱量損失時(shí)，消耗的電能：
W=Q_吸=5.04×10⁵J，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，加熱時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{1800W}$=280s；
（2）電熱水壺溫控調(diào)節(jié)的工作原理：溫度上升時(shí)，水銀溫度計(jì)和金屬絲接觸，電磁鐵有磁性，使得銜鐵被吸下，電熱絲工作電路斷開，停止加熱，相反，溫度下降時(shí)則導(dǎo)致電熱絲電路接通，又開始加熱．
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，電熱水壺半個(gè)小時(shí)消耗電能W₁=Pt₁=1.8kW×0.5h=0.9kW•h；
電能表轉(zhuǎn)的圈數(shù)：n=600r/kW•h×0.9kW•h=540r；
答：（1）若不考慮熱量散失，此熱水壺加熱滿滿一壺20℃水，把水燒開需要280s時(shí)間；
（2）溫度上升時(shí)，水銀溫度計(jì)和金屬絲接觸，電磁鐵有磁性，使得銜鐵被吸下，電熱絲工作電路斷開，停止加熱，相反，溫度下降時(shí)則導(dǎo)致電熱絲電路接通，又開始加熱．
（3）使用電熱水壺半個(gè)小時(shí)電能表的表盤選擇540圈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查吸收熱量、電功率、消耗電能等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是對(duì)電能表的各個(gè)參數(shù)所表示的物理意義的正確理解．