Question

（8分）下表是小強(qiáng)家電熱水壺的部分銘牌，他利用所學(xué)的知識進(jìn)行了以下測量和操作。電熱水壺內(nèi)裝滿水，正常工作5min水溫由20℃升高到90℃。請你計算：

（1）水吸收的熱量是多少？
（2）電水壺正常工作時的電流多大？
（3）電水壺正常工作5min消耗多少電能？
比較（1）和（3）的計算結(jié)果，你有什么發(fā)現(xiàn)？并做出簡單解釋。
（4）按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，電熱水壺使用的電源連接線不能過長，橫截面積不能過小。小強(qiáng)仔細(xì)觀察了家里的一些大功率用電器，如空調(diào)、電暖氣的電源線也有這樣的特點，請結(jié)合焦耳定律解釋這樣規(guī)定的原因。

Answer 1

（1）2.94×10⁵J；（2）5A；（3）3.3×10⁵J；通過以上計算可知加熱水的過程中，電水壺消耗的電能大于水吸收的熱量。這是因為加熱過程中，水吸收熱量的同時，容器也要吸收熱量，同時還要向外散熱，使消耗的電能大于水吸收的熱量；（4）電源連接線過長或橫截面積過小，則連接線的電阻就會增大，在一定時間內(nèi)電流通過連接線產(chǎn)生的熱量就會增加，容易引起火災(zāi)等安全事故。

試題分析：（1）水需要吸收的熱量
Q_吸=cm（t₂—t₁）=4.2×10³ J／（kg·℃）×1kg×（90℃－20℃） =2.94×10⁵J       
（2）由得電水壺正常工作時的電流
                 
（3）t=5min=300s
由得電水壺正常工作5min消耗電能

通過以上計算可知加熱水的過程中，電水壺消耗的電能大于水吸收的熱量。這是因為加熱過程中，水吸收熱量的同時，容器也要吸收熱量，同時還要向外散熱，使消耗的電能大于水吸收的熱量。                                                         
（4）電熱水壺等功率較大的用電器，工作時通過連接線的電流會較大；而如果電源連接線過長或橫截面積過小，則連接線的電阻就會增大，在一定時間內(nèi)電流通過連接線產(chǎn)生的熱量就會增加，容易引起火災(zāi)等安全事故。