Question

一家用電熱水器的銘牌如下表所示．根據(jù)銘牌所提供的信息，解答下列問題：

幸福牌全自動(dòng)電熱水器
容積：12L	型號(hào)：XF2006-78K
凈重：22kg	類別：防觸電保護(hù)Ⅱ
額定功率：2kw	編號(hào)：200700985
額定電壓：220V	出廠日期：2008年5月16日
幸福廚房設(shè)備有限公司制造

（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座應(yīng)選用圖中的哪一個(gè)？
（2）該電熱水器正常工作時(shí)電熱絲的電阻多大？
（3）將該電熱水器裝滿水加熱，使水溫由20℃升高到60℃，水需要吸收多少熱量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（4）若電熱水器正常工作時(shí)電熱絲所產(chǎn)生熱量的80%被水吸收，則第（3）問中的加熱過程需多少時(shí)間？

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一個(gè)孔是用來接地線的；家用電器都使用三孔插座，當(dāng)用電器漏電時(shí)，會(huì)使外殼帶電，若接上地線，即便漏電，電流也就通過地線，流入大地，防止觸電事故的發(fā)生．
（2）由電功率公式P=UI=

U2

R

計(jì)算電阻；
（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）根據(jù)電熱水器的效率先計(jì)算電熱絲正常工作時(shí)所需要產(chǎn)生熱量，由電熱公式計(jì)算電流產(chǎn)生這些熱量所需要的時(shí)間．

解答：解：（1）為了防止觸電，把電熱水器的外殼與大地相連接，使用的插座應(yīng)選用三孔插座，即圖中的乙．
（2）電熱水器正常工作時(shí)電壓和電流為額定電壓和額定電流；
所以電熱絲的電阻R=

U2

P

=

(220V)2

2000W

=24.2Ω．
（3）將該電熱水器裝滿水，水的質(zhì)量為：
m=ρV=1×10³kg/m³×12×10^-3m³=12kg．
使水溫由20℃升高到60℃，水需要吸收熱量為：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×12kg×（60℃-20℃）=2.016×10⁶J．
（4）∵電熱絲所產(chǎn)生熱量的80%被水吸收，
∴Q放=

Q吸

80%

=

2.016×106J

80%

=2.52×106J．
 由Q_放=W=Pt得：
t=

Q放

P

=

2.52×106J

2000W

=1260S．
答：（1）選用乙；
（2）電熱絲的電阻為24.2Ω；
（3）使水溫由20℃升高到60℃，水需要吸收2.016×10⁶J的熱量；
（4）電熱水器正常工作時(shí)電熱絲的加熱過程需1260s．

點(diǎn)評(píng)：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(shí)．計(jì)算時(shí)注意單位的統(tǒng)一．