Question

某家用電熱水器的銘牌如圖所示：
（1）該電熱水器使用的插座應選用圖（甲）和（乙）中的哪一個？選擇它的理由是什么？______．
（2）求該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻．
（3）將該電熱水器裝滿水，并通電使它正常工作，已知電熱絲產生的熱量有80%被水吸收．求：使水溫由20℃升高到60℃所需的時間．

Answer 1

【答案】分析：（1）三孔插座中多出的一個孔是用來接地線的；家用電器都使用三孔插座，當用電器漏電時，會使外殼帶電，若接上地線，即便漏電，電流也就通過地線，流入大地，防止觸電事故的發生．
（2）由銘牌可知額定電壓和額定功率，根據正常工作時的實際功率和額定功率相等，利用R=求出此時電熱絲的電阻．
（3）由密度公式計算出水的質量，由吸熱公式Q_吸=cm△t計算吸收的熱量；根據電熱水器的效率先計算電熱絲正常工作時所需要產生熱量，由電熱公式計算電流產生這些熱量所需要的時間．
解答：解：（1）選擇乙．
因為乙帶有接地線，當熱水器萬一漏電時，電流可通過接地線流入大地，避免觸電危險．
（2）電熱絲的電阻：
R===24.2Ω．
答：該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻為24.2Ω．
（3）將該電熱水器裝滿水，水的質量為：
m=ρV=1×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg．
使水溫由20℃升高到60℃，水需要吸收熱量為：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（60℃-20℃）=6.72×10⁶J．
∵電熱絲所產生熱量的80%被水吸收，
∴Q_放===8.4×10⁶J．
 由Q_放=W=Pt得：
t===4.2×10³s=70min．
答：使水溫由20℃升高到60℃所需的時間為70min．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題．與生活相連，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節能環保的意識．計算時注意單位的統一．