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(2014•南通二模)学习了机械效率后,小明知道滑轮组的机械效率与所提起的重物的重力有关,于是他提出了“电磁炉的效率是否会随着被加热水的多少而发生变化”的问题.他和同组同学

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(2014•南通二模)学习了机械效率后,小明知道滑轮组的机械效率与所提起的重物的重力有关,于是他提出了“电磁炉的效率是否会随着被加热水的多少而发生变化”的问题.他和同组同学找来一台电磁炉和专用的茶壶,并且仅将电磁炉接入家庭电路中进行了如下探究.
(1)在相同的环境条件下,使用相同的加热功率,先后将初温______而质量______(以上两格均选填“相同”或“不同”)的水加热至沸腾,并将测得的数据记录如下:
质量m/g 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
效率 61% 64% 67% 69% 74% 77% 72% 70% 67% 64%
(2)上述实验中,小明所使用的水的初温为46℃,当将800g的水加热至沸腾时水所吸收的热量为______,此过程中观察到标有“2500imp/(kW•h)”的电能表的指示灯闪烁168次,则消耗的电能为______,此次加热过程中电磁炉的效率为______.(已知水的比热容为C=4.2×103J/(kg•℃))
(3)分析数据可知,随着被加热水的质量的增加,电磁炉效率的变化情况是:______.
(4)实验结束后,小明认为:上述条件下,要得到一定质量的沸水,采用一次性加热比分成多次加热更节能.请你对小明的结论作出评价:______.
(5)同组的小虎又提出“电磁炉的效率是否会随着加热功率的变化而发生变化”的问题,为了克服将水加热至沸腾所需要的时间较长的问题,他们在同样的环境条件下,将一定质量的水用不同加热功率,连续测出水温每上升15℃所对应的效率.请你评估小明的实验方案并提出一条缩短实验时间的可行性方法.
评估意见:______.改进方法:______.
▼优质解答
答案和解析
(1)由Q=cm(t-t0)可知:影响水吸收的热量的因素有:水的质量、初温,所以根据可知变量法可知在相同的环境条件下,使用相同的加热功率,将初温相同、质量不同的水加热至沸腾;
(2)Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.8kg×(100℃-46℃)=181440J;
消耗的电能:
W=
168
2500
kW•h=0.0672kW•h=241920J,
热效率为:η=
Q
W
×100%=
181440J
241920J
×100%=75%.
(3)由数据直接可知:随着被加热水的质量的增加,电磁炉效率的变化情况炉效率的变化情况是:先变大后变小;
(4)因为由实验数据说明,随着被加热水的质量增加,电磁炉的效率是先增加后减小,因此得到一定质量的沸水,采用一次性加热比分成多次加热更节能,不一定正确,当水质量较小时(如400g),结论成立,但当水的质量增大到一定值时(如1200g),多次加热反而浪费能源.
(5)在同样的环境条件下,将一定质量的水用不同加热功率,连续测出水温每上升15℃所对应的效率时对应的每次的水的初温不同,所以评估意见:没有控制水的初温相同;改进方法:减少水的质量;增加水的初温.
故答案为:
(1)相同;不同;
(2)181440;241920;75%;
(3)先变大后变小;
(4)不一定正确,因为当水质量较小时(如400g),结论成立,但当水的质量增大到一定值时(如1200g),多次加热反而浪费能源.
(5)没有控制水的初温相同;减少水的质量;增加水的初温.
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