Question

某电热水器的部分参数如下表所示，该热水器始终在额定电压下工作。为保证洗浴安全，电热水器一般都装有防电墙，其工作原理如图所示，热水器胆内的水不直接流出，而是在防火墙内经过比较长的一段水管后再流出，随着管路长度的增加，其管内水的阻值也随之增加。这样，防电墙就相当于一个高值电阻R，它跟人体等效成一个串连电路，防电墙可起到分压的作用，万一发生漏电事故，由于防火墙的分压，使人体两端的电压小于人体绝对安全电压12V。请通过计算回答：

容量	80L
额定电压	220V
额定功率	1000W
设置温度范围	30-75℃

（1）该热水器将80kg的水从20℃加热到50℃，需要加热3小时，所消耗的电能；

（2）为保证安全，防电墙两端的电压U₁至少是多少伏？若此时流经热水器出水的电流为0.02mA，求R的阻值。

Answer 1

（1）P=1000W=1kW，所消耗的电能：

W=Pt=1kW×3h=3kW·h                                 …………………………..2分

（2）防电墙两端的电压：U₁=U-12V=220V-12V=208V

…………… ……………..2分

（3）I=0.02mA=2×10^-5A

由Ｉ＝，得：R的阻值为：

　　　R==        =1.04×10⁷Ω                       ………… ……………….2分

 

评分意见：本小题6分。可参照上述标准给分。只写出公式及其变形式而未与题中给出各量相联系的不给分；不能正确使用角标的扣１分。因前面数字计算结果错误而导致后面结果错误的，不重复扣分。其他解法正确的同样给分。