Question

隨著農(nóng)民不斷增收和“家電下鄉(xiāng)”等惠民政策的實施，不少農(nóng)村家庭也用上了空調(diào)、電飯鍋、微波爐等大功率用電器，但這些用電器使用不當(dāng)，就會導(dǎo)致人體觸電、電路火災(zāi)等事故的發(fā)生．小王家就新買了電飯鍋，電飯鍋的銘牌如圖所示，他家的電能表表盤上標(biāo)有“220V  10A”、“3000r/kw?h”，小王利用電飯鍋、電能表、手表、桿秤、溫度計等器材進行了以下觀察實驗活動：
a．用電飯鍋燒一壺水，測得水的質(zhì)量為2kg，水的初溫為30℃；
b．?dāng)嚅_家里其它用電器，只將電飯鍋接入電路燒水，觀察電能表，電能表表盤在5min鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了243r，此時用溫度計測得水的溫度恰好為60℃．
（1）電飯鍋加熱水的實際功率為多少？是否正常工作？（不考慮溫度對電阻的影響）
（2）加熱水的過程中，電飯鍋的效率為多少？C_水=4.2×10³ J/（kg?℃）
（3）小王還發(fā)現(xiàn)，電飯鍋使用的是三腳插頭，與之配套的是三孔插座，電飯鍋插頭的中間那個金屬片比另兩個金屬片長且厚一些．簡述這樣設(shè)計的好處．

Answer 1

分析：（1）由“3000r/kw?h”可知，每消耗1kW?h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)；現(xiàn)在電能表表盤在5min鐘內(nèi)轉(zhuǎn)了243轉(zhuǎn)，求出實際消耗的電能（總能量），再利用功率公式求電飯鍋的實際功率，和額定功率比較得出是否正常工作；
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量），利用效率公式求電飯鍋的效率；
（3）三腳插頭的“長腳”是把用電器的外殼與大地相連接，腳稍長一些可保證在插入插座和拔出插座時更安全．原因是地線插人插座時外殼先接地線，拔出插座時外殼后脫離地線．

解答：解：（1）電飯鍋實際消耗的電能：
W_電=

243

3000

×1kW?h=0.081×3.6×10⁶J=2.916×10⁵J，
電飯鍋的實際功率：
P=

W

t

=

2.916×105J

300s

=972W；
∵P＜P_額=1200W，
∴電飯鍋沒有正常工作；
答：電飯鍋加熱水的實際功率為972W，不正常工作．
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（60℃-30℃）=2.52×10⁵J；
電飯鍋的效率：
η=

Q吸

W電

=

2.52×105J

2.916×105J

≈86.4%；
答：加熱水的過程中，電飯鍋的效率為86.4%．
（3）三腳插頭的“長腳”是把用電器的外殼與大地相連接，腳稍長一些插人插座時外殼先接地線，拔出插座時外殼后脫離地線，這樣更安全．

點評：本題考查了熱量的計算、電能的計算、效率的計算，涉及到安全用電的知識，理解并會用電能表的參數(shù)、能從電飯鍋的銘牌得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．