Question

小明把两电热棒R₁、R₂分别通过规格完全相同的两个电能表接到电压恒为220V照明电路．电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000J．

如图所示，R₁、R₂分别把放在相同规格烧杯中初温、质量相同的水加热到80℃，记录数据如下表

	R1	R2
电能表转盘转过的圈数/圈	20	30
加热水所用的时间/s	100	200

（1）R₁通电100s 消耗多少电能？
（2）R₁的电功率多大？
（3）R₁的电阻多大？
（4）两杯水用于升温所需消耗电能应相同，而根据表中实验数据知道R₁与R₂消耗的电能不同．请分析什么原因导致R₂消耗的电能比R₁的大？

Answer

（1）知道电阻R1通电100s时，电能表转盘转过的圈数，又知道电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000J，从而可以计算出电阻R1通电100s消耗的电能．
（2）知道电阻R1消耗的电能和通电时间，可利用公式P=计算出电阻R1的电功率．
（3）知道电阻R1两端的电压和电阻R1的电功率，可利用公式R=计算出R1的电阻．
（4）首先判断出电阻R2电功率的大小，从而可以判断出其加热的快慢，而在加热过程中，水要发生物态变化而带走能量，从而可以解决为什么电阻R1与R2消耗的电能不同．
【解析】
（1）从表格中可知，电阻R1通电100s时，电能表转盘转过的圈数为20，
而电能表转盘每转一圈表明消耗电能5000J，
∴电阻R1通电100s消耗的电能为：W=20×5000J=1×105J．
（2）∵t=100s，
∴电阻R1的电功率为：P===1000W．
（3）∵U=220V，
∴R1的电阻为：R1===48.4Ω．
（4）R1、R2分别把放在相同规格烧杯中初温、质量相同的水加热到80℃，则两杯水用于升温所需消耗电能应相同，
电阻R2的加热时间长一些，因此电阻R2功率较小，加热较慢，由于加热过程中水会同时汽化吸热，因此加热时间越长，汽化带走的热量越多，所以所需的总能量就越多．
答：（1）R1通电100s消耗的电能为1×105J．
（2）R1的电功率为1000W．
（3）R1的电阻为48.4Ω．
（4）因为R2功率较小，加热较慢，由于加热过程中水会同时汽化吸热，因此加热时间越长，汽化带走的热量越多，所以所需的总能量就越多．