Question

一家用電熱水器的銘牌如圖1所示：根據(jù)銘牌所提供的信息，解答下列問題：
（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座選用圖2中哪一個？
（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加熱，使水溫由升高40℃，求水吸收的熱量．
（4）若電熱水器正常工作時電熱絲所產(chǎn)生的熱量的80%被水吸收，求上一問題中給水加熱的時間．

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一個孔是用來接地線的，當(dāng)家用電器漏電時，可以使漏電通過地線，流入大地，防止觸電事故的發(fā)生．
（2）已知電熱水器的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=

U2

P

可求電阻的大小．
（3）由密度公式計(jì)算出水的質(zhì)量，由吸熱公式Q_吸=cm△t計(jì)算吸收的熱量．
（4）求出電熱水器產(chǎn)生的熱量，然后由功率公式的變形公式求出電熱水器的加熱時間．

解答：解：（1）為了防止家用電器漏電、造成觸電事故，必須使電熱水器的外殼與大地相連接，所以插頭應(yīng)選用圖乙中的三孔插頭．
（2）∵P=

U2

P

，
∴該電熱水器正常工作時電熱絲的電阻：
R=

U2

P

=

(220V)2

2000W

=24.2Ω；
（3）∵ρ=

m

V

，
∴將該電熱水器裝滿水，水的質(zhì)量為：
m=ρV=1×10³kg/m³×12×10^-3m³=12kg．
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×12kg×40℃=2.016×10⁶J；
（4）電熱水器產(chǎn)生的熱量：
Q=

Q吸

η

=

2.016×106J

80%

=2.52×10⁶J，
∵P=

W

t

=

Q

t

，
∴電熱水器的加熱時間：
t=

Q

P

=

2.52×106J

2000W

=1260s；
答：（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座選用圖2中乙．
（2）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加熱，使水溫由升高40℃，水吸收的熱量為2.016×10⁶J．
（4）若電熱水器正常工作時電熱絲所產(chǎn)生的熱量的80%被水吸收，上一問題中給水加熱的時間為1260s．

點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題．與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，且加強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識．計(jì)算時注意單位的統(tǒng)一．