Question

大伟家买回一台新型电热水壶，此壶是在热胆中储水，由电热管加热工作的，电热水壶的铭牌上标有下表中的数据，其瓶内部工作电路可简化为（如图a），当瓶内水烧开时，其温控开关s 自动断开．电热水壶处于保温状态．

型号	容量	额定功率	保温功率	额定电压
1DE-102	5kg	700W	41W	220V

（1）为安全起见，该电热水器使用的插座应选用b图中的哪个？
（2）电热水壶装满20℃的水烧开至少需要耗电多少？其正常加热时间至少多少分钟？（1标准大气压下）
（3）大伟利用星期天实际测量了其加热时间，发现比计算值要多，其可能原因是什么？（至少说两个）

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，当家用电器漏电时，可以使漏电通过地线，流入大地，防止触电事故的发生；
（2）1标准大气压下，水的沸点是100℃（末温），知道水的质量、水的初温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量（至少消耗的电能）；知道电热水壶的额定功率（正常工作时的功率），利用P=

W

t

求电热水壶正常加热时间；
（3）有热损失，消耗的电能没有全部被水吸收，电热壶的电压小于额定电压．

解答：解：（1）为了防止家用电器漏电、造成触电事故，必须使电热水器的外壳与大地相连接，故插头应选用图乙中的三孔插头；
（2）由题知，水的末温为100℃，
水吸收的热量（至少消耗的电能）：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）
=1.68×10⁶J；
电热水壶正常工作时的功率：
P=P_额=700W，
由题知：Q_吸=W=Pt，
电热水壶正常工作时烧开这壶水用的时间：
t=

Q吸

P

=

1.68×106J

700W

=2400s=40min；
（3）在加热过程中，有热损失，例如：水壶吸热、散失到空气中的热，电热壶的电压小于额定电压，使得实际加热时间要长一些．
答：（1）插座应选用b图中三孔插头乙；
（2）电热水壶装满20℃的水烧开至少需要耗电1.68×10⁶J，其正常加热时间至少40min；
（3）水壶吸热、散失到空气中的热，使得实际加热时间要长一些．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，从电热壶的铭牌得到相关信息是本题的关键．