Question

某電水壺的銘牌信息如圖1所示，電水壺在標準大氣壓下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】電水壺裝滿初溫為20℃的水時，在額定電壓下

將水燒開用了7 min.

求：①水吸收的熱量是多少?

 

 

②電水壺燒水過程中的能量轉化效率是多少?

 

 

 

 

(2)農村電網改造前，用電高峰時電壓會下降l0％.求：這時電水壺的實際功率P。.(電阻不隨溫度改變)

 

 

 

 

 

(3)為使電水壺的功率在用電高峰時仍能達到2000W，甲、乙兩位同學對電水壺的電路進行了改造，在原電阻絲R₁兩端并聯一個電阻絲R₂，如圖2所示，并分別推導出了R₂的表達式.

請你指出哪個表達式是錯誤的，并分析若用此電阻絲來改造 電水壺的結果.

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

(6分)

(1)①水吸收的熱量：Q=cm(t-to)=4.2×l0³J/(kg·℃)×2 kg×(100℃-20℃)=6.72×l0⁵ J(1分)

  ②消耗的電能  ：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵ J

    能量轉化效率：η= ×l00％= ×100％=80％．

(2)實際電壓：U_實=U_額(1-10％)= 220V×(1-10％)=198V

    電阻絲的電阻：R₁===24.2Ω

    實際功率：P₁===1620W  (1分)

(3)乙同學的R₂ = 是錯誤的(0．5分)

分析過程：通過比較可知，乙同學計算的R₂小于甲同學計算的R₂  (0.5分)乙同學的 R₂接入電路后，電路消耗的總功率大于2000W(0．5分)，導線中的電流過大，存在安全隱患(0.5分)．

 

【解析】