Question

6．小明家有額定功率均為40W的電風(fēng)扇和白熾燈，它們正常工作相同的時(shí)間，白熾燈產(chǎn)生熱量多，小明家還有一個(gè)“220V，1500W”的電熱水器，將其單獨(dú)連接在電路中，發(fā)現(xiàn)電能表（如圖所示）上的鋁盤(pán)121s內(nèi)轉(zhuǎn)了125轉(zhuǎn)，電熱水器消耗了1.5×10⁵J的電能，他家的實(shí)際電壓為200V．（電熱水器內(nèi)阻絲的阻值不變）

Answer 1

分析 ①根據(jù)電風(fēng)扇和白熾燈這兩種用電器工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況分析判斷．
②從表盤(pán)中可得，電能表轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)消耗的電能為1KW•h，從而可以計(jì)算出電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)125轉(zhuǎn)消耗的電能．
③知道電熱水器的額定電壓和額定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計(jì)算出電熱水器的電阻，又知道工作時(shí)間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算出電熱水器的實(shí)際功率，最后再利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算出實(shí)際電壓．

解答 解：
①電風(fēng)扇在工作時(shí)消耗電能，大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而日光燈工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化光能和內(nèi)能；
故在電功率相同、通電時(shí)間相同時(shí)，白熾燈工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能多，產(chǎn)生的熱量多．
②電能表轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)消耗的電能為1kW•h，
電能表的鋁盤(pán)轉(zhuǎn)125轉(zhuǎn)消耗的電能為：
W=$\frac{125r}{3000r/kW•h}$=$\frac{1}{24}$kW•h=1.5×10⁵J．
③電熱水器的額定電壓和額定功率為U=220V，P=1500W，
電熱水器的電阻為：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1500W}$=$\frac{484}{15}$Ω，
已知t=121s，
電熱水器的實(shí)際功率為：
P_實(shí)=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}J}{121s}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}}{121}$W，
則U_實(shí)²=P_實(shí)R═$\frac{1.5×1{0}^{5}}{121}$W×$\frac{484}{15}$Ω=40000V²，
解得實(shí)際電壓：
U_實(shí)=$\sqrt{40000{V}^{2}}$=200V．
故答案為：白熾燈；1.5×10⁵；200．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了對(duì)電熱水器銘牌的認(rèn)識(shí)，以及電熱水器實(shí)際功率和實(shí)際電壓的計(jì)算，關(guān)鍵是公式變形的理解和應(yīng)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題．