Question

随着农民不断增收和“家电下乡”等惠民政策的实施，不少农村家庭也用上了空调、电饭锅、微波炉等大功率用电器，但这些用电器使用不当，就会导致人体触电、电路火灾等事故的发生．小王家就新买了电饭锅，电饭锅的铭牌如图所示，他家的电能表表盘上标有“220V  10A”、“3000r/kw?h”，小王利用电饭锅、电能表、手表、杆秤、温度计等器材进行了以下观察实验活动：
a．用电饭锅烧一壶水，测得水的质量为2kg，水的初温为30℃；
b．断开家里其它用电器，只将电饭锅接入电路烧水，观察电能表，电能表表盘在5min钟内转了243r，此时用温度计测得水的温度恰好为60℃．
（1）电饭锅加热水的实际功率为多少？是否正常工作？（不考虑温度对电阻的影响）
（2）加热水的过程中，电饭锅的效率为多少？C_水=4.2×10³ J/（kg?℃）
（3）小王还发现，电饭锅使用的是三脚插头，与之配套的是三孔插座，电饭锅插头的中间那个金属片比另两个金属片长且厚一些．简述这样设计的好处．

Answer 1

分析：（1）由“3000r/kw?h”可知，每消耗1kW?h的电能，电能表转盘转3000转；现在电能表表盘在5min钟内转了243转，求出实际消耗的电能（总能量），再利用功率公式求电饭锅的实际功率，和额定功率比较得出是否正常工作；
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量），利用效率公式求电饭锅的效率；
（3）三脚插头的“长脚”是把用电器的外壳与大地相连接，脚稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全．原因是地线插人插座时外壳先接地线，拔出插座时外壳后脱离地线．

解答：解：（1）电饭锅实际消耗的电能：
W_电=

243

3000

×1kW?h=0.081×3.6×10⁶J=2.916×10⁵J，
电饭锅的实际功率：
P=

W

t

=

2.916×105J

300s

=972W；
∵P＜P_额=1200W，
∴电饭锅没有正常工作；
答：电饭锅加热水的实际功率为972W，不正常工作．
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（60℃-30℃）=2.52×10⁵J；
电饭锅的效率：
η=

Q吸

W电

=

2.52×105J

2.916×105J

≈86.4%；
答：加热水的过程中，电饭锅的效率为86.4%．
（3）三脚插头的“长脚”是把用电器的外壳与大地相连接，脚稍长一些插人插座时外壳先接地线，拔出插座时外壳后脱离地线，这样更安全．

点评：本题考查了热量的计算、电能的计算、效率的计算，涉及到安全用电的知识，理解并会用电能表的参数、能从电饭锅的铭牌得出相关信息是本题的关键．