Question

20．小明家的電能表盤(pán)如圖甲所示．室內(nèi)安裝了60W的電燈6盞，100W的電視機(jī)一臺(tái)，120W的電冰箱一臺(tái)，1500W的電熱水器一臺(tái)．

（1）電能表盤(pán)上有一些描述其性能的參數(shù)，請(qǐng)說(shuō)出其中兩種參數(shù)的含義．
（2）試通過(guò)計(jì)算判斷：小明家的用電器能否同時(shí)使用？
（3）小明懷疑他們家最近電費(fèi)明顯在增加是使用年限太久的電熱水器造成的，為了證實(shí)這一點(diǎn)，他對(duì)電熱水器的實(shí)際功率進(jìn)行了測(cè)試：關(guān)閉其它的用電器，給電熱水器灌滿(mǎn)水，并使它處在加熱狀態(tài)，此時(shí)發(fā)現(xiàn)電能表的表盤(pán)在9秒鐘內(nèi)就轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn)．小明的判斷正確嗎？為什么？
（4）小明家里想買(mǎi)一臺(tái)新的電熱器，他看到有一款電熱水器的銘牌如圖乙，針對(duì)該熱水器的宣傳單上有這樣的一段廣告：“…××電熱水器高效、節(jié)能、省時(shí)，正常工作時(shí)，將80L水升溫60℃，僅需2小時(shí)…”該廣告是否可信？請(qǐng)用所學(xué)的物理知識(shí)通過(guò)計(jì)算加以分析說(shuō)明．

Answer 1

分析 （1）“220V”是指該電能表的額定電壓為220V；“10A”是指該電能表標(biāo)定電流為10A；“3000R/kW•h“是指該電能表所在的電路中每消耗1kW•h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)．
（2）把家中各個(gè)用電器功率加起來(lái)再與電路中的最大功率相比較，即可得出結(jié)論；
（3）已知每消耗1kW•h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)；可求轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)消耗的電能；根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求實(shí)際功率，再與額定功率相比較即可得出結(jié)論；
（4）已知熱水器，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量；再根據(jù)公式Q=cm△t可求吸收的熱量；最后根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$求出該熱水器的功率，再與廣告上說(shuō)的相比較即可得出結(jié)論．

解答 解：（1）220V”是指該電能表的額定電壓為220V；“3000R/kW•h“是指該電能表所在的電路中每消耗1kW•h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)．
（2）家中用電器同時(shí)工作時(shí)的總功率為：
P_總=60W×6+100W+120W+1500W=2080W
電能表能承受的最大電功率為
P=UI=220V×10A=2200W＞2080W；
（3）熱水器消耗的電能W=$\frac{1}{3000}$kW•h×30=0.01kW•h；
熱水器的實(shí)際耗電功率
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.01kW•h}{\frac{9}{3600}h}$=4kW=4000W；
因?yàn)樵摕崴�器的�?shí)際功率高達(dá)4000W，明顯超過(guò)了它的額定功率，所以小明的判斷是正確的．
（4）80L水升溫60℃吸收的熱量
Q _吸=c_水m_水△t=c_水ρ_水V_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³×60℃
=2.016×10⁷J
電熱水器對(duì)水加熱的功率為
P=$\frac{{Q}_{吸}}{t}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{2×3600s}$=2800W．
所以該熱水器的功率至少應(yīng)該是2800W，而熱水器的額定輸入功率為2kw，該廣告不可信．
答：（1）220V”是指該電能表的額定電壓為220V；“3000R/kW•h“是指該電能表所在的電路中每消耗1kW•h的電能，該電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)．
（2）小明家的用電器能同時(shí)使用；
（3）因?yàn)樵摕崴�器的�?shí)際功率高達(dá)4000W，明顯超過(guò)了它的額定功率，所以小明的判斷是正確的．
（4）該熱水器的功率至少應(yīng)該是2800W，而熱水器的額定輸入功率為2kw，該廣告不可信．

點(diǎn)評(píng) 本題考查功率、熱量等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)電能表參數(shù)的物理意義的正確理解；解題過(guò)程中要注意單位的換算，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．