Question

某中學學生公寓新安裝了即熱式電熱水器，解決了學生日常飲水需要。圖表為該電熱水器的部分技術參數。

（1）該電熱水器正常工作時的電流是多少安培？
（2）該電熱水器貯滿初溫為20℃的水后，在一標準大氣壓下將其燒開，則在此過程中該電熱水器消耗的電能是多少焦耳？（假設電能全部轉化為內能，c_水=4.2×10³J/(kg·℃)）
（3）忽略溫度對電熱水器電阻的影響，若在實際電壓為210V的工作環境下，該電熱水器的實際功率是多少瓦特？

Answer 1

（1）44A；
（2）1.68×10⁷J。
（3）8820W

分析：（1）由電熱水器的技術參數可知，熱水器的額定電功率和額定電壓均已知，故由電功率的公式可計算出額定電流；（2）由于電熱水器消耗的電能等于水吸收的熱量，而水吸收的熱量則可以由水的質量、比熱容、溫度變化量求得，水的質量再由熱水器的容積乘水的密度求得，故該問可求；（3）由于忽略溫度對電阻的影響，故可用電阻相等列出比例式，然后再求出電熱水器的實際電功率來。
解：（1）由P=UI得，正常工作時的電流為：I==44A；
（2）由ρ=得，貯滿水時的質量為：m=ρV=1.0×10³kg/m³×50×10^－3m3=50kg；
燒開水吸收的熱量為：Q_吸=cm(t－t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×50kg×(100℃－20℃)=1.68×10⁷J；
因此熱水器消耗的電能W=Q_吸=1.68×10⁷J。
（3）由P=得，R=，R=，因為電阻不變，故=，
由以上兩式可得：P_實==8820W