Question

当今洗衣机的使用十分普遍，它把人们从手工洗衣这一繁琐的家务中解放了出来．
（1）比较甲、乙两图中所示的做法，你认为哪一种做法更安全？为什么？

（2）下表为某型号的洗衣机所用电动机的有关数据：

名称	额定电压/V	频率/Hz	工作电流/A	电阻/Ω
洗涤电动机	220	50	0.5	20
脱水电动机	220	50	0.8	18

星期天，小林在家帮妈妈用上述型号的洗衣机洗衣服（设电动机正常工作）．如果这次洗衣服所用的洗涤时间为20min，脱水时间为5min，那么，这次洗衣服共消耗的电能是多少？其中有多少电能转化为机械能？

Answer 1

分析：（1）在使用具有金属外壳的用电器时，需将用电器的金属外壳与大地相连．
（2）根据W=UIt分别求出洗涤时间20min消耗的电能和脱水5min消耗的电能，两者之和即为本次洗衣机消耗的电能；再根据Q=I²Rt分别求出洗涤时间20min消耗的电能和脱水5min产生的热量，根据能量守恒和能的转化即可求出电能转化为了多少机械能．

解答：解：（1）乙图中的做法更安全；
图甲用双孔插座，未将用洗衣机金属外壳与大地相连，若金属外壳漏电容易发生触电事故，而图乙用三孔插座将洗衣机的金属外壳与大地相连，防止了上述现象．所以乙图更安全．
（2）洗衣服时电流做的功：W₁=UI₁t₁=220V×0.5A×20×60s=1.32×10⁵J，
脱水时电流做的功：W₂=UI₂t₂=220V×0.8A×5×60s=5.28×10⁴J，
这次洗衣服共消耗的电能：W=W₁+W₂=1.32×10⁵J+5.28×10⁴J=1.848×10⁵J；
由焦耳定律可得，洗衣服时产生的热量：Q₁=I

2 1

R₁t₁=（0.5A）²×20Ω×20×60s=6×10³J，
Q₂=I

2 2

R₂t₂=（0.8A）²×18Ω×5×60s=3456J，
Q=Q₁+Q₂=6×10³J+3456J=9456J；
由能的守恒和转化可知，转化为机械能的有：E=W-Q=1.848×10⁵J-9456J=175344J．
答：（1）乙图中的做法更安全；
图甲用双孔插座，未将用洗衣机金属外壳与大地相连，若金属外壳漏电容易发生触电事故，而图乙用三孔插座将洗衣机的金属外壳与大地相连，防止了上述现象．所以乙图更安全．
（2）这次洗衣服共消耗的电能是1.848×10⁵J；
其中有175344J的电能转化为机械能．

点评：此题考查了有关三孔插座的作用、电功率公式、焦耳定律、能量守恒和能量转化的灵活运用，有一定的难度．