登录
7. 某同学家新买的电热淋浴器的铭牌如右图所示。该同学先给淋浴器装满水，再在额定电压下通电50min，观察到淋浴器上的温度示数由23℃上升到45℃。
（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少焦？
[水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃)$]
（2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少焦？
（3）比较前两问的计算结果，你认为它违背能量守恒定律吗？请说明理由。
（1）在加热过程中，水箱中水吸收的热量是多少焦？
[水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃)$]
（2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少焦？
（3）比较前两问的计算结果，你认为它违背能量守恒定律吗？请说明理由。
答案
7. (1) $4.62×10^6 J$
(2) $4.8×10^6 J$
(3) 不违背。水箱中的水升温过程中要向外散失热量，水箱也要吸收热量等，这些热都是电能转化来的。
(2) $4.8×10^6 J$
(3) 不违背。水箱中的水升温过程中要向外散失热量，水箱也要吸收热量等，这些热都是电能转化来的。
解析
【分析】
本题是电与热的综合计算题，解题思路如下：
1. 计算水吸收的热量：先根据水箱容积求出水的质量（利用密度公式），再结合水的比热容、温度变化，用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$计算；
2. 计算消耗的电能：已知额定功率和通电时间，利用电功公式$W=Pt$计算，注意将时间单位换算为秒；
3. 判断是否违背能量守恒：对比水吸收的热量和消耗的电能，明确电能除转化为水的内能外，还有部分能量散失（如水箱吸热、向空气散热等），总能量守恒，因此不违背。
【解析】
（1）水箱中水的体积：$V=50L=50dm^3=0.05m^3$，
由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$得，水的质量：$m=\rho V=1×10^3kg/m^3×0.05m^3=50kg$，
水升高的温度：$\Delta t=45℃-23℃=22℃$，
水吸收的热量：$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3J/(kg·℃)×50kg×22℃=4.62×10^6J$。
（2）通电时间：$t=50min=50×60s=3000s$，
电热淋浴器消耗的电能：$W=Pt=1600W×3000s=4.8×10^6J$。
（3）不违背能量守恒定律。理由：电热淋浴器消耗的电能，一部分转化为水的内能（即水吸收的热量），另一部分被水箱本身吸收，还有一部分散失到周围空气中，这些能量均由电能转化而来，总能量保持不变，因此不违背能量守恒定律。
【答案】
(1) $4.62×10^6 J$；(2) $4.8×10^6 J$；(3) 不违背，理由见解析。
【知识点】
热量计算、电功计算、能量守恒定律
【点评】
本题考查吸热公式、电功公式的应用及能量守恒的理解，需注意单位换算，是电与热结合的典型基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是电与热的综合计算题，解题思路如下：
1. 计算水吸收的热量：先根据水箱容积求出水的质量（利用密度公式），再结合水的比热容、温度变化，用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$计算；
2. 计算消耗的电能：已知额定功率和通电时间，利用电功公式$W=Pt$计算，注意将时间单位换算为秒；
3. 判断是否违背能量守恒：对比水吸收的热量和消耗的电能，明确电能除转化为水的内能外，还有部分能量散失（如水箱吸热、向空气散热等），总能量守恒，因此不违背。
【解析】
（1）水箱中水的体积：$V=50L=50dm^3=0.05m^3$，
由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$得，水的质量：$m=\rho V=1×10^3kg/m^3×0.05m^3=50kg$，
水升高的温度：$\Delta t=45℃-23℃=22℃$，
水吸收的热量：$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3J/(kg·℃)×50kg×22℃=4.62×10^6J$。
（2）通电时间：$t=50min=50×60s=3000s$，
电热淋浴器消耗的电能：$W=Pt=1600W×3000s=4.8×10^6J$。
（3）不违背能量守恒定律。理由：电热淋浴器消耗的电能，一部分转化为水的内能（即水吸收的热量），另一部分被水箱本身吸收，还有一部分散失到周围空气中，这些能量均由电能转化而来，总能量保持不变，因此不违背能量守恒定律。
【答案】
(1) $4.62×10^6 J$；(2) $4.8×10^6 J$；(3) 不违背，理由见解析。
【知识点】
热量计算、电功计算、能量守恒定律
【点评】
本题考查吸热公式、电功公式的应用及能量守恒的理解，需注意单位换算，是电与热结合的典型基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
8. “多米诺骨牌”是一项古老的游戏。如图所示，将骨牌按照一定的间距排列成行或复杂的图案，只需轻轻推倒第一块骨牌，后面的骨牌就会依次被推倒。有人认为，这说明了用很少的能量就可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立。你同意他的观点吗？请说明理由。
答案
8. 不同意。下一块骨牌的动能来自上一块骨牌碰撞时动能的转移，以及自身重力势能的转化。该过程并不是产生更多的能量，而是能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。
解析
【分析】
要判断该观点是否正确，需结合能量守恒定律分析多米诺骨牌的能量变化过程。首先明确能量守恒定律的核心：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能在转移或转化过程中保持总量不变。接着拆解多米诺骨牌的过程：第一块骨牌被推倒时，人对其做功赋予能量；后续骨牌依次倒下，是上一块的能量转移到下一块，同时每块骨牌自身重力势能转化为动能，整个过程能量仅发生转移或转化，总量未增加，并非产生更多能量，因此该观点错误。
【解析】
不同意该观点。根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变。多米诺骨牌游戏中，第一块骨牌被推倒时，人对其做功使其获得能量；当第一块骨牌倒下碰撞第二块时，第一块的动能转移到第二块，同时第二块在倒下过程中，自身重力势能转化为动能，后续骨牌重复该过程。整个过程中，能量只是转移或转化，总量并未增加，因此该过程遵循能量守恒定律，并非用很少能量产生较多能量，观点错误。
【答案】
不同意。理由：下一块骨牌的动能来自上一块骨牌碰撞时动能的转移，以及自身重力势能的转化。该过程并不是产生更多的能量，而是能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。
【知识点】
能量守恒定律；能量的转移与转化
【点评】
本题考查对能量守恒定律的理解，易错点是将能量的转移、转化误解为“产生能量”，需明确能量守恒的核心是总量不变，过程仅存在形式变化或位置转移，无能量凭空产生。
【难度系数】
0.6
要判断该观点是否正确，需结合能量守恒定律分析多米诺骨牌的能量变化过程。首先明确能量守恒定律的核心：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能在转移或转化过程中保持总量不变。接着拆解多米诺骨牌的过程：第一块骨牌被推倒时，人对其做功赋予能量；后续骨牌依次倒下，是上一块的能量转移到下一块，同时每块骨牌自身重力势能转化为动能，整个过程能量仅发生转移或转化，总量未增加，并非产生更多能量，因此该观点错误。
【解析】
不同意该观点。根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变。多米诺骨牌游戏中，第一块骨牌被推倒时，人对其做功使其获得能量；当第一块骨牌倒下碰撞第二块时，第一块的动能转移到第二块，同时第二块在倒下过程中，自身重力势能转化为动能，后续骨牌重复该过程。整个过程中，能量只是转移或转化，总量并未增加，因此该过程遵循能量守恒定律，并非用很少能量产生较多能量，观点错误。
【答案】
不同意。理由：下一块骨牌的动能来自上一块骨牌碰撞时动能的转移，以及自身重力势能的转化。该过程并不是产生更多的能量，而是能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。
【知识点】
能量守恒定律；能量的转移与转化
【点评】
本题考查对能量守恒定律的理解，易错点是将能量的转移、转化误解为“产生能量”，需明确能量守恒的核心是总量不变，过程仅存在形式变化或位置转移，无能量凭空产生。
【难度系数】
0.6
