Question

【題目】如圖表是小強(qiáng)家電熱水壺的部分銘牌，他利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了以下測(cè)量和操作．電熱水壺內(nèi)裝滿(mǎn)水，正常工作5min水溫由20℃升高到90℃．請(qǐng)你計(jì)算：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）電水壺正常工作時(shí)的電流多大？
（3）電水壺正常工作5min消耗多少電能？比較（1）和（3）的計(jì)算結(jié)果，你有什么發(fā)現(xiàn)？并做出簡(jiǎn)單解釋?zhuān)?/span>
（4）按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，電熱水壺使用的電源連接線不能過(guò)長(zhǎng)，橫截面積不能過(guò)�。�小強(qiáng)仔細(xì)觀察了家里的一些大功率用電器，如空調(diào)、電暖氣的電源線也有這樣的特點(diǎn)，請(qǐng)結(jié)合焦耳定律解釋這樣規(guī)定的原因．

Answer 1

【答案】
（1）解：由銘牌可知，電熱水壺的最大容量為1kg，電熱水壺內(nèi)裝滿(mǎn)水，則水的質(zhì)量為1kg，

水需要吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103 J/（kg℃）×1kg×（90℃﹣20℃）=2.94×105J；

答：水吸收的熱量是2.94×105J；

（2）解：由銘牌可知，電水壺的額定功率為1100W，額定電壓為220V，

由P=UI得電水壺正常工作時(shí)的電流：

I= = =5A；

答：電水壺正常工作時(shí)的電流為5A；

（3）解：電水壺正常工作t=5min=300s，

由p= 得電水壺正常工作5min消耗電能：

W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J；

通過(guò)以上計(jì)算可知加熱水的過(guò)程中，電水壺消耗的電能大于水吸收的熱量．這是因?yàn)榧訜徇^(guò)程中，水吸收熱量的同時(shí)，容器也要吸收熱量，同時(shí)還要向外散熱，使消耗的電能大于水吸收的熱量；

答：電水壺正常工作5min消耗電能3.3×105J；

電水壺消耗的電能大于水吸收的熱量．這是因?yàn)榧訜徇^(guò)程中，水吸收熱量的同時(shí)，容器也要吸收熱量，同時(shí)還要向外散熱，使消耗的電能大于水吸收的熱量；

（4）解：電熱水壺等功率較大的用電器，工作時(shí)通過(guò)連接線的電流會(huì)較大；而如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)或橫截面積過(guò)小，則連接線的電阻就會(huì)增大，由焦耳定律可知，在一定時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)連接線產(chǎn)生的熱量就會(huì)增加，容易引起火災(zāi)等安全事故．

答：電熱水壺等功率較大的用電器，工作時(shí)通過(guò)連接線的電流會(huì)較大；而如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)或橫截面積過(guò)小，則連接線的電阻就會(huì)增大，由焦耳定律可知，在一定時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)連接線產(chǎn)生的熱量就會(huì)增加，容易引起火災(zāi)等安全事故．

【解析】（1）已知水的質(zhì)量、初溫和末溫，可用Q吸=cm（t﹣t0）計(jì)算水吸收的熱量；（2）已知額定功率和額定電壓，可用I= 計(jì)算電水壺正常工作時(shí)的電流；（3）已知額定功率和和工作時(shí)間，可用W=Pt計(jì)算消耗的電能； 將計(jì)算得到的消耗的電能與水吸收的熱量進(jìn)行比較，兩者的差異可以從能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中存在的損失考慮；（4）由焦耳定律知，如果電源連接線過(guò)長(zhǎng)，橫截面積過(guò)小，電阻就會(huì)增大，產(chǎn)生的熱量增加，容易發(fā)熱造成火災(zāi)．