Question

一家用电热水器的铭牌如下表所示．根据铭牌所提供的信息，解答下列问题：

幸福牌全自动电热水器
容积：12L	型号：XF2006-78K
净重：22kg	类别：防触电保护Ⅱ
额定功率：2kw	编号：200700985
额定电压：220V	出厂日期：2008年5月16日
幸福厨房设备有限公司制造

（1）为安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？
（3）将该电热水器装满水加热，使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（4）若电热水器正常工作时电热丝所产生热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需多少时间？

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的；家用电器都使用三孔插座，当用电器漏电时，会使外壳带电，若接上地线，即便漏电，电流也就通过地线，流入大地，防止触电事故的发生．
（2）由电功率公式P=UI=

U2

R

计算电阻；
（3）由密度公式计算出水的质量，由吸热公式Q_吸=cm△t计算吸收的热量．
（4）根据电热水器的效率先计算电热丝正常工作时所需要产生热量，由电热公式计算电流产生这些热量所需要的时间．

解答：解：（1）为了防止触电，把电热水器的外壳与大地相连接，使用的插座应选用三孔插座，即图中的乙．
（2）电热水器正常工作时电压和电流为额定电压和额定电流；
所以电热丝的电阻R=

U2

P

=

(220V)2

2000W

=24.2Ω．
（3）将该电热水器装满水，水的质量为：
m=ρV=1×10³kg/m³×12×10^-3m³=12kg．
使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×12kg×（60℃-20℃）=2.016×10⁶J．
（4）∵电热丝所产生热量的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）选用乙；
（2）电热丝的电阻为24.2Ω；
（3）使水温由20℃升高到60℃，水需要吸收2.016×10⁶J的热量；
（4）电热水器正常工作时电热丝的加热过程需1260s．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．计算时注意单位的统一．