Question

根據(jù)能量守恒定律，瑞士大學學生設(shè)計了一款燈壺合的“水壺臺燈”，如圖所示，“水壺臺燈”是由玻璃壺、圓形底座和白熾燈組成．白熾燈與壺形燈罩下方的凹槽正好吻合（燈泡不直接與水接觸），可將發(fā)光時所產(chǎn)生的熱能用于茶水保溫．白熾燈標有100W字樣，求：

（1）該臺燈正常工作半小時時所消耗的電能；

（2）若上述電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將多少千克初溫為40℃的茶水加熱至90℃．【C_茶水=4.2×10³（J/kg•℃）]．

Answer 1

考點：    電功與熱量的綜合計算；熱量的計算；電功的計算．

專題：    電和熱綜合題．

分析：    （1）知道燈的額電功率，燈正常工作時的電功率，利用W=Pt求消耗的電能；

（2）由題知，上述電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q_吸=W_電×91%，再利用Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．

解答：    解：

（1）∵P=，

∴100W燈正常發(fā)光0.5h消耗的電能：

W=Pt=0.1kW×0.5h=0.05kW•h=1.8×10⁵J；

（2）由題知，Q_吸=W_電×91%=1.8×10⁵J×91%=1.638×10⁵J，

∵Q_吸=cm△t，

即：1.638×10⁵J=4.2×10³（J/kg•℃）×m×（90℃﹣40℃）

∴m=0.78kg．

答：（1）該臺燈正常工作半小時時所消耗的電能為0.05kW•h；

（2）若上述電能的91%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將0.78千克初溫為40℃的茶水加熱至90℃．

點評：    本題為電學、熱學的綜合計算題，考查了學生對電功率公式、吸熱公式的了解與掌握，計算時利用好關(guān)系Q_吸=W_電×91%是本題的關(guān)鍵．