Question

10．一家用電熱水器的銘牌如表所示：

根據(jù)銘牌所提供的信息，解答下列問題：
（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座應(yīng)選乙圖中的插座（填甲或乙）
（2）該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻多大？
（3）將該電熱水器裝10Kg水后加熱，使水溫由15℃升高到65℃，水需要吸收多少熱量？
（4）若該電熱水器正常工作時電熱絲所產(chǎn)生熱量的70%被水吸收，則第（3）問中的加熱過程需多少時間？

Answer 1

分析 （1）三孔插座中多出的一個孔是用來接地線的，三腳插頭中有一根導(dǎo)線要與用電器金屬外殼相連，目的就是為了防止觸電；
（2）電熱水器正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電熱絲的電阻；
（3）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（4）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的電能，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出需要的加熱時間．

解答 解：（1）為了安全用電，大功率家用電器的電源插座都用三孔插座，三腳插頭的接地腳應(yīng)與用電器的金屬外殼相連通，這樣若金屬外殼的用電器外殼萬一帶電，電流會通過地線導(dǎo)入大地，防止造成觸電事故的發(fā)生，故選乙；
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁶J；
（4）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的電能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{70%}$=3×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，需要的加熱時間：
t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{3×1{0}^{6}J}{2000W}$=1500s．
答：（1）乙；
（2）該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻為24.2Ω；
（3）將該電熱水器裝10kg水后加熱，使水溫由15℃升高到65℃，水需要吸收2.1×10⁶J的熱量；
（4）若該電熱水器正常工作時電熱絲所產(chǎn)生熱量的70%被水吸收，則第（3）問中的加熱過程需1500s．

點評 本題考查了安全用電的常識和電功率公式、吸熱公式、效率公式、電功公式的應(yīng)用，從圖中獲取有用的信息是關(guān)鍵．