Question

19．如圖所示是家庭、賓館常用的電水壺，其銘牌如表格所示．某同學(xué)用這種電水壺?zé)�水，他裝入25℃的水至最大容量，通電400s，將水燒開(kāi)（在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），不考慮溫度對(duì)電熱絲阻值的影響，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算，回答下列問(wèn)題：

額定電壓	220V
額定功率	2200W
最大容量	2L

（1）電水壺工作時(shí)，電源插座必須用三孔插座（選填“兩孔插座”或“三孔插座”）
（2）該電水壺正常工作時(shí)電熱絲的電阻多大？
（3）將這壺25℃的水燒開(kāi)的過(guò)程中，水吸收的熱量是多少？
（4）現(xiàn)測(cè)得家庭電源電壓為198V，電水壺?zé)�水過(guò)程中加熱效率為多少？

Answer 1

分析 （1）帶有金屬外殼的用電器，外殼一定要接地，一定要用三孔插座；
（2）知道電熱水壺正常工作時(shí)的功率和電壓，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得電阻；
（3）在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（4）再根據(jù)W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出此時(shí)電水壺工作的效率．

解答 解：（1）電水壺工作時(shí)，電源插座必須三孔插座，這樣防止漏電事故的發(fā)生；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱水壺的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{2200W}$=22Ω；
（3）由ρ=$\frac{m}{v}$得：
水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，則水燒開(kāi)時(shí)吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-25℃）=6.3×10⁵J；
（4）電水壺的加熱時(shí)間：
t=400s，
消耗的電能：W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{{（198V）}^{2}}{22Ω}$×400s=712800J，
此時(shí)電水壺工作的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.3{×10}^{5}J}{712800J}$×100%≈88%．
答：（1）電水壺工作時(shí)，電源插座必須用三孔插座；
（2）該電水壺電熱絲的電阻約為22Ω；
（3）水從25℃燒開(kāi)所吸收的熱量是6.3×10⁵J；
（4）現(xiàn)測(cè)得電源電壓為198V，此電水壺工作的效率約為88%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，涉及到電功率公式和吸熱公式、電功公式、效率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是從表格中得出有用的信息和知道用電器正常工作時(shí)的功率與額定功率相等．