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（在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）．已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），不考慮溫度對電熱絲阻值的影響，請你通過計算，回答下列問題：

額定電壓	220V
額定功率	2200W
最大容量	2L

（1）電水壺工作時，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電熱絲的電阻多大？
（3）將這壺25℃的水燒開的過程中，水吸收的熱量是多少？
（4）現(xiàn)測得家庭電源電壓為198V，電水壺?zé)�水過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%求出此時電水壺工作的效率．

解答 解：（1）電水壺工作時，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℃，則水燒開時吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-25℃）=6.3×10⁵J；
（4）電水壺的加熱時間：
t=400s，
消耗的電能：W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{{（198V）}^{2}}{22Ω}$×400s=712800J，
此時電水壺工作的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.3{×10}^{5}J}{712800J}$×100%≈88%．
答：（1）電水壺工作時，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℃燒開所吸收的熱量是6.3×10⁵J；
（4）現(xiàn)測得電源電壓為198V，此電水壺工作的效率約為88%．

點(diǎn)評 本題考查了電功與熱量的綜合計算，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的功率與額定功率相等．