Question

當(dāng)今洗衣機(jī)的使用十分普遍，它把人們從手工洗衣這一繁瑣的家務(wù)中解放了出來．
（1）比較甲、乙兩圖中所示的做法，你認(rèn)為哪一種做法更安全？為什么？

（2）下表為某型號(hào)的洗衣機(jī)所用電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)：

名稱	額定電壓/V	頻率/Hz	工作電流/A	電阻/Ω
洗滌電動(dòng)機(jī)	220	50	0.5	20
脫水電動(dòng)機(jī)	220	50	0.8	18

星期天，小林在家?guī)蛬寢層蒙鲜鲂吞?hào)的洗衣機(jī)洗衣服（設(shè)電動(dòng)機(jī)正常工作）．如果這次洗衣服所用的洗滌時(shí)間為20min，脫水時(shí)間為5min，那么，這次洗衣服共消耗的電能是多少？其中有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

Answer 1

分析：（1）在使用具有金屬外殼的用電器時(shí)，需將用電器的金屬外殼與大地相連．
（2）根據(jù)W=UIt分別求出洗滌時(shí)間20min消耗的電能和脫水5min消耗的電能，兩者之和即為本次洗衣機(jī)消耗的電能；再根據(jù)Q=I²Rt分別求出洗滌時(shí)間20min消耗的電能和脫水5min產(chǎn)生的熱量，根據(jù)能量守恒和能的轉(zhuǎn)化即可求出電能轉(zhuǎn)化為了多少機(jī)械能．

解答：解：（1）乙圖中的做法更安全；
圖甲用雙孔插座，未將用洗衣機(jī)金屬外殼與大地相連，若金屬外殼漏電容易發(fā)生觸電事故，而圖乙用三孔插座將洗衣機(jī)的金屬外殼與大地相連，防止了上述現(xiàn)象．所以乙圖更安全．
（2）洗衣服時(shí)電流做的功：W₁=UI₁t₁=220V×0.5A×20×60s=1.32×10⁵J，
脫水時(shí)電流做的功：W₂=UI₂t₂=220V×0.8A×5×60s=5.28×10⁴J，
這次洗衣服共消耗的電能：W=W₁+W₂=1.32×10⁵J+5.28×10⁴J=1.848×10⁵J；
由焦耳定律可得，洗衣服時(shí)產(chǎn)生的熱量：Q₁=I

2 1

R₁t₁=（0.5A）²×20Ω×20×60s=6×10³J，
Q₂=I

2 2

R₂t₂=（0.8A）²×18Ω×5×60s=3456J，
Q=Q₁+Q₂=6×10³J+3456J=9456J；
由能的守恒和轉(zhuǎn)化可知，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的有：E=W-Q=1.848×10⁵J-9456J=175344J．
答：（1）乙圖中的做法更安全；
圖甲用雙孔插座，未將用洗衣機(jī)金屬外殼與大地相連，若金屬外殼漏電容易發(fā)生觸電事故，而圖乙用三孔插座將洗衣機(jī)的金屬外殼與大地相連，防止了上述現(xiàn)象．所以乙圖更安全．
（2）這次洗衣服共消耗的電能是1.848×10⁵J；
其中有175344J的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了有關(guān)三孔插座的作用、電功率公式、焦耳定律、能量守恒和能量轉(zhuǎn)化的靈活運(yùn)用，有一定的難度．