Question

18．如表是小強家電熱水壺的部分銘牌，他利用所學的知識進行了以下測量和操作．電熱水壺內裝滿水，正常工作5min水溫由20℃升高到90℃．請你計算：

產品型號：KS-12 最大容量：1kg 額定電壓：220V～ 額定頻率：50Hz 額定功率：1100W 執行標準：-----

（1）水吸收的熱量是多少？
（2）電水壺正常工作時的電流多大？
（3）已知該電熱水壺的電源連接線電阻約為0.5Ω，則，燒水過程中，其電源連接線發熱多少？
（4）電水壺正常工作5min消耗多少電能？
（5）按照國家規定的標準，電熱水壺使用的電源連接線不能過長，橫截面積不能過小．小強仔細觀察了家里的一些大功率用電器，如空調、電暖氣的電源線也有這樣的特點，請你一下解釋這樣規定的原因．

Answer 1

分析 （1）知道水的質量和初溫、末溫以及比熱容，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）電水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據P=UI求出電流；
（3）根據Q=I²Rt可求得其電源連接線發熱多少；
（4）根據W=Pt求出消耗的電能；
（5）由焦耳定律知，如果電源連接線過長，橫截面積過小，電阻就會增大，產生的熱量增加，容易發熱造成火災．

解答 解：（1）水需要吸收的熱量
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³ J/（kg•℃）×1kg×（90℃-20℃）=2.94×10⁵J
（2）由P=UI得，電水壺正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A，
（3）t=5min=300s，
根據焦耳定律，電流流過電源連接線發熱
Q=I²Rt=（5A）²×0.5Ω×300S=3750J
（4）由P=$\frac{W}{t}$得，電水壺正常工作5min消耗電能
W=Pt=1100W×300s=3.3×10⁵J．
（5）電熱水壺等功率較大的用電器，工作時通過連接線的電流較大；而如果電源連接線過長或橫截面積過小，則連接線的電阻就會增大，在一定時間內電流通過連接線產生的熱量就會增加，容易引起火災等安全事故且能量散失也會增多．
答：（1）水吸收的熱量為2.94×10⁵J；
（2）電熱水壺正常工作時的電流為5A；
（3）水壺的電源連接線發熱3750J；
（4）電熱水壺消耗的電能為3.3×10⁵J；
（5）電熱水壺等功率較大的用電器，工作時通過連接線的電流較大；而如果電源連接線過長或橫截面積過小，則連接線的電阻就會增大，在一定時間內電流通過連接線產生的熱量就會增加，容易引起火災等安全事故且能量散失也會增多．

點評 本題考查了吸熱公式、電功率公式、電功公式、效率公式和焦耳定律的應用，綜合性強，關鍵是從銘牌中獲取有用的信息．