图*是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图,图乙是它的电路示意图,其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直...
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图*是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图,图乙是它的电路示意图,其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电,供出水电动机和出水定位灯使用。(水的比热容4.2×103J/(kg•℃))
(1)出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置,避免烫伤。出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“”的透明胶片和小灯泡组成。出水定位灯发光时,会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像,相对于定位灯里透明胶片上的图案“”,桌面上所成的像是_____(选填“”“”“”或“”),而且这个像是_____(选填“放大”“等大”或“缩小”)的。
(2)该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件:水温25℃,水量4kg,沸腾温度100℃,电压220V”。若加热管的电阻为24.2Ω,则在此快速沸腾的条件下,该电热水瓶的加热效率为多少_____?
(3)已知圆柱形内胆的底面积为250cm2,出水口比最高水位高3cm。当内胆中装有2L水时,按住出水开关20s,出水电动机恰好能抽出1L的水。若不计出水管的体积和水的流速,则出水电动机的输出功率约为多少W__________?
【回答】
放大 87.5% 0.065W
【解析】解:(1)由题意可知:刻有图案“”的透明胶片通过定位灯(凸透镜)、在桌子上成像且像距大于物距,根据凸透镜成像的规律可知所成的是放大的形状如的实像;(2)4kg温25℃的水加热至沸腾温度100℃所吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(100℃﹣25℃)=1.26×106J;消耗的电能:W=Pt=t=×12×60s=1.44×106J;η==87.5%;(3)装4L水时,水的高度:h1==16cm=0.16m;则 2L水的高度为0.08m,1L水被提升的高度:h2=××0.16m+0.08m+3×10﹣2m=0.13m;电动机对1L水所做的功:W=Gh2=mgh2=ρVgh2=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg×0.13m=1.3J;出水电动机的输出功率约为:P==0.065W。
点睛:(1)根据凸透镜成像规律进行解答即可;(2)由Q=cm△t可求得水吸收的热量,由W=Pt可求得消耗的电能,再利用公式可求得电热水瓶的加热效率;(3)根据h=求得最高水位,利用W=Gh可求得抽水过程中电动机所做的功,再利用公式可求得出水电动机的输出功率。
知识点:功率
题型:综合题
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