题文

一家用电热水器的铭牌如下表所示：

（1）若热水器水箱中的水是从低于水箱20m的管道中压上来的，要灌满水箱，需做多少功？ （2）请你根据铭牌上的数据，计算出两个有关的物理量。 （3）若电热水器的效率为80%，在用电高峰时，电路上的实际电压为200V，问把满水箱水从20℃加热到50℃需要多长时间？

题型：计算题  难度：中档

答案

解：（1）60L=60dm3=0.06m3 ，水的质量m= ρv=103kg/m3×0.06m3=60kg ，W=Gh=mgh=60kg×9.8N/kg×20m=1.176×104J 。 （2）电阻R==(220V)2/2000W=24.2Ω 正常工作时的电流： I==2000W/220V≈9.1A  （3）在用电高峰时，电路上的实际电压U0=200V，实际功率P0=，若电热水器的效率η=80％，则P0tη=cm（t2-t1），代入数据解得所需时间t=5717s。

据专家权威分析，试题“一家用电热水器的铭牌如下表所示：（1）若热水器水箱中的水是从低于..”主要考查你对  功的计算，热量的计算公式的应用，电功率的计算公式的变形  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算热量的计算公式的应用电功率的计算公式的变形

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：热量的计算公式的应用

• 公式法计算物体吸收或放出热量的多少：
  1．热量计算公式(在没有发生状态变化的情况下)
  (1)当物体的温度升高时，吸收的热量是：Q_吸 =cm(t-t₀)：
  (2)当物体的温度降低时，放出的热量是：Q_放 =cm(t₀—t)。公式中c表示物质的比热容，m表示物体的质量， t₀表示物体的初温，t表示物体的末温，(t一t₀)表示物体吸热时升高的温度，(t₀一t’)表示物体放热时降低的温度。
  (3)若温度的变化量用△t表示，那么吸、放热公式可统一表示为：Q=cm△t。
  
  2．热量公式的变形式：
  利用热量的计算公式，不仅可以计算物体吸收(或放出)热量的多少，还可以计算物质的比热容、质量、温度变化等。计算式为。

• 巧法解图像类问题：
      在物理学习过程中，我们常常会遇到图像题，此类题目的难度并不大，但是很多同学出错。有的看不懂图像，有的没有看清楚坐标轴，甚至有的会感到无从下手。其实此类问题用“公式法”会很容易解决，而且不易出错，具体方法是：根据公式，把题目图像的要求进行变形，最后根据图像得出答案。

  例：用同样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得出两种液体的温度随加热时间的变化关系如图所示，用T_甲、T_乙分别表示甲、乙两种液体的沸点，c_甲，c_乙分别表示甲、乙两种液体的比热容，根据图像可得出正确的关系是（   ）
  
  A.T_甲>T_乙； c_甲>c_乙   B.T_甲>T_乙；c_甲<c_乙
  C.T_甲<T_乙； c_甲>c_乙   D.T_甲<T_乙；c_甲<c_乙

  解析：观察图线，乙图线与时间轴平行的“平台”对应的温度较高，不难看出T_甲<T_乙。虚线部分表示时间相同则两种液体吸收的热量相同。又因为两种液体的质量相同，因此我们把公式进行变形c =，而可从图像看出甲的温度变化大，故c_甲<c_乙

  答案：D

考点名称：电功率的计算公式的变形

• 解读电功率的计算公式：
       电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
       电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 
  
       经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
      
      与欧姆定律结合得到的（3）式P=I²R、（4）式P=U²/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I²R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U²/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。
  
  巧用电阻不变求实际功率：
        由用电器铭牌上的U