Question

【題目】圖甲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，相對于定位燈里透明膠片上的圖案“”，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注著“12分鐘快速沸騰的條件：水溫25℃，水量4kg，沸騰溫度100℃，電壓220V”。若加熱管的電阻為24.2Ω，則在此快速沸騰的條件下，該電熱水瓶的加熱效率為多少_____？

（3）已知圓柱形內膽的底面積為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為多少W__________？

Answer 1

【答案】 放大 87.5% 0.065W

【解析】解：（1）由題意可知：刻有圖案“”的透明膠片通過定位燈（凸透鏡）、在桌子上成像且像距大于物距，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水的高度為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為：P＝＝0.065W。