Question

电水壶能在很短的时间内提供沸水，正好与现代人的生活节奏合拍，成为现代家庭中必备电器，如图1所示，是某品牌电水壶和它的铭牌．

XX牌电热水壶
额定电压	220V
额定功率	1100W
容积	2.5L

（1）从安全方面考虑，电热水器的插座应该选用图2中______（填“a”或“b”）；
（2）该电水壶正常工作时，通过它的电流是多少？
（3）该电水壶装满水后工作时，若电水壶两端实际电压为200V，则将20℃的水加热至沸腾至少需要多长时间？[不计热量损失，外界为1标准大气压，C_水=4.2×10³J/（kg?℃）

Answer 1

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，所以插头应选用图2中的a三孔插座；
（2）根据P=UI可得，电水壶正常工作时的电流：
I===5A；
（3）根据ρ=可得，电水壶装满水后水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=2.5kg，
1标准大气压下水的沸点是100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
根据P=可得，电热水壶的电阻：
R===44Ω，
由题知，不计热量损失，Q_吸=W_电，
由W=t可得，电水壶两端实际电压为200V时的加热时间：
t===924s．
答：（1）a；
（2）该电水壶正常工作时，通过它的电流是5A；
（3）该电水壶装满水后工作时，若电水壶两端实际电压为200V，则将20℃的水加热至沸腾至少需要924s．
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）该电水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过它的电流；
（3）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；不计热量损失，Q_吸=W_电，根据根据P=求出电水壶的电阻，再利用W=t求出加热时间．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，考查了电流的计算、密度的计算、热量的计算、电功率的计算以及安全用电常识，要注意灵活选用电功率的公式并能从铭牌得出相关信息．