Question

小芳家有一只用來燒開水的電熱水壺，銘牌上標著“220V，1000W”字樣．請你幫她設計一種方法，用來測量這只水壺燒水時的效率．寫出所用器材、測量步驟，導出計算公式．

Answer 1

【答案】分析：由電熱水壺的銘牌可知電熱水壺的額定電壓和額定功率，可求電熱水壺的電阻，利用交流電壓表測出電熱水壺兩端的實際電壓，求出電熱水壺的實際功率，用鐘表測出燒開一壺水用的時間，利用W=Pt求消耗的電能（總能量）；
用量杯量出水壺內的水，利用密度公式求水的質量，再測出水的初溫和燒開時水的末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；
最后利用效率公式η=×100%求解．
解答：解：1．器材：溫度計（量程為0℃～100℃），量杯，計時器（鐘表），交流電壓表（量程為250V）．
2．實驗步驟：
由銘牌可得電熱水壺的電阻R===48.4Ω，
①用量杯量出適量體積的水V，則水的質量m=，
②用溫度計測出水的初溫t和水開時（末溫）t，水吸收的熱量Q_吸=c_水m（t-t）=c_水ρ_水V（t-t），
③用鐘表測出燒開一壺水用的時間T，
④利用交流電壓表測出電熱水壺兩端的實際電壓U，電熱水壺的實際功率P==；實際消耗的電能：W=Pt=T，
⑤電熱水壺的效率：
η===．
3．計算公式：η===．
點評：本題考查了學生對電功率公式、吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握及應用，本題涉及知識點多，要求靈活選擇儀器測量水的體積、初溫和末溫、實際電壓、加熱時間．