Question

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示． 额定电压 额定加

如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如下表所示． 额定电压 额定加热功率 指示功率 袋内充水 自动断电温度 220V 500W ≤0.2W 1kg 65℃ （1）由题意可知，红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要 　 　 （选填“大”或“小”）得多；（2）为了使用电热水袋更加安全，有的电热水袋里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关 　 　 （选填“串联”或“并联”）起来使用；（3）当热水袋原来的温度是15℃时，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，则此过程中水吸收的热量是 　 　 J，电热水袋的发热效率为 　 　 ．[c 水 =4.2×10 3 J/（kg?℃）]．

Answer 1

（1）大（2分）   （2）    串联          （2分） （3）（5分）2.1×10 5 、    70%

试题分析：（1）由图可见，红色指示灯L和发热体R是并联的，两电阻两端的电压相等，根据公式P= 分析两电阻阻值的大小； （2）两开关串联时，相互影响，必须都闭合电路才能工作，并联时，互不影响，闭合任何一个都能使电路工作； （3）根据热量的计算公式Q=cm△t计算出水吸收的热量，根据W=Pt计算出消耗的电能，根据η= ×100%就可以求出电热水袋的发热效率． （1）由图可见，红色指示灯L和发热体R是并联的，两端电压相等，发热体的功率要比指示灯的功率大得多，根据电功率的计算P= ，在电压U相等的情况下，功率P大的，电阻R反而小，因此发热体的电阻要小于指示灯的电阻． 故答案为：大． （2）因为电热水袋里使用双重温控开关，也就是说只有这两个开关都闭合时，电热袋才可以工作，因此这两个开关是串联的． 故答案为：串联． （3）热水袋中的水的质量m=1kg，温度从15℃升高到65℃，此过程中水吸收的热量是 Q=cm△t=4.2×10 3 J/（kg?℃）×1kg×（65℃﹣15℃）=2.1×10 5 J． 消耗的电能是 W=Pt=500W×10×60s=3×10 5 J 则该电热水袋的发热效率为η= ×100%= ×100%=70%． 点评：本题由电热水袋入手考查相关的物理知识，尤其是最后一问求发热袋的效率是解题的难点，关键是对公式的把握．