問題詳情:
圖*是某種電動出水的電熱水瓶的結構剖面圖,圖乙是它的電路示意圖,其中電源板的作用是將220V的交流電變成低壓直流電,供出水電動機和出水定位燈使用。(水的比熱容4.2×103J/(kg•℃))
(1)出水定位燈的作用是方便夜間判斷出水的位置,避免燙傷。出水定位燈是由小凸透鏡、刻有圖案“”的透明膠片和小燈泡組成。出水定位燈發光時,會在放置電熱水瓶的桌面上留下一個清晰明亮的像,相對於定位燈裏透明膠片上的圖案“”,桌面上所成的像是_____(選填“”“”“”或“”),而且這個像是_____(選填“放大”“等大”或“縮小”)的。
(2)該電熱水瓶的說明書上標註着“12分鐘快速沸騰的條件:水溫25℃,水量4kg,沸騰溫度100℃,電壓220V”。若加熱管的電阻爲24.2Ω,則在此快速沸騰的條件下,該電熱水瓶的加熱效率爲多少_____?
(3)已知圓柱形內膽的底面積爲250cm2,出水口比最高水位高3cm。當內膽中裝有2L水時,按住出水開關20s,出水電動機恰好能抽出1L的水。若不計出水管的體積和水的流速,則出水電動機的輸出功率約爲多少W__________?
【回答】
放大 87.5% 0.065W
【解析】解:(1)由題意可知:刻有圖案“”的透明膠片透過定位燈(凸透鏡)、在桌子上成像且像距大於物距,根據凸透鏡成像的規律可知所成的是放大的形狀如的實像;(2)4kg溫25℃的水加熱至沸騰溫度100℃所吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(100℃﹣25℃)=1.26×106J;消耗的電能:W=Pt=t=×12×60s=1.44×106J;η==87.5%;(3)裝4L水時,水的高度:h1==16cm=0.16m;則 2L水的高度爲0.08m,1L水被提升的高度:h2=××0.16m+0.08m+3×10﹣2m=0.13m;電動機對1L水所做的功:W=Gh2=mgh2=ρVgh2=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg×0.13m=1.3J;出水電動機的輸出功率約爲:P==0.065W。
點睛:(1)根據凸透鏡成像規律進行解答即可;(2)由Q=cm△t可求得水吸收的熱量,由W=Pt可求得消耗的電能,再利用公式可求得電熱水瓶的加熱效率;(3)根據h=求得最高水位,利用W=Gh可求得抽水過程中電動機所做的功,再利用公式可求得出水電動機的輸出功率。
知識點:功率
題型:綜合題