Question

12．某家用電熱水器的銘牌如上：
（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座應選用圖中的哪個？
（2）該電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻多大？
（3）將該電熱水器裝滿水加熱，電熱水器正常工作時電熱絲所產生的熱量的80%被水吸收，使水溫由20℃升高到70℃，需加熱多長時間？（已知水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃），水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）根據金屬外殼用電器的安全用電進行分析，即金屬外殼必須接地線；
（2）已知額定電壓和額定功率，根據電功率的變形公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$即可求出電阻值；
（3）由密度公式變形可求得水的密度，已知電熱水器正常工作時電熱絲所產生的熱量的80%被水吸收，以電能轉化為熱能的能量和水吸收的熱量為等價列出關系式，解之即可．

解答 解：（1）因為電熱水器是金屬外殼，所以必須接地線，而三孔插座接地線，故選乙；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，m=ρV=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg，
水溫由20℃升高到70℃，吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（70℃-20℃）=8.4×10⁶J，
η=$\frac{Q}{W}$=80%，可得，W=$\frac{Q}{η}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{80%}$=1.05×10⁷J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，
t=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.05×1{0}^{7}J}{2000W}$=5250s．
答：（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座應選用圖中的乙；
（2）該電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻為24.2Ω；
（3）使水溫由20℃升高到70℃，需加熱5250s時間．

點評 會根據安全用電原則選擇合適的插座，會根據電功和熱量的計算公式進行綜合計算．