Question

12．小明家有一个标有“220V 1100W”的电热取暖器．在使用电热取暖器的过程中他发现，插上电热取暖器的插头后，室内的电灯就变暗了．他猜测室内电灯变暗的原因可能是电热取暖器的功率过大．为了进一步验证这个猜想，他把一个准确的电能表（如图所示）接入电路，同时关闭其它电器，让电热取暖器工作，结果电能表在20分钟内转了750转、电热取暖器20分钟内消耗了1.08×10⁶J的能量；如果不计各种能量的损失，这些能量相当于完全燃烧43.2g的标准煤．（q_标准煤=2.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）家庭电路中，用电器是并联的，理想状态下，并联部分的电压为220V，但实际上输电线路也要分压，当接入大功率用电器时，电路中的电流变大，使得干路中的电流变大，从而使得线路分压变大，也就使得并联支路两端的电压变小，据此猜想；
（2）由电能表铭牌可知，每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过2500转，根据电能表转盘转过的圈数可以求出用电器消耗的电能；不计各种能量的损失，即Q_放=W，再利用Q_放=mq求需要燃烧标准煤的质量．

解答 解：
（1）家庭电路中，当接入大功率用电器时，由I=$\frac{P}{U}$可知，电路中的电流过大，而用电器是并联的，使得干路中的电流变大，从而使得线路分压变大，也就使得并联支路两端的电压变小，灯两端的电压变小、灯变暗；所以猜想：室内电灯变暗的原因可能是：电热取暖器的功率过大；
（2）用电器工作20min消耗的电能：
W=$\frac{750}{2500}$kW•h=0.3kW•h=0.3×3.6×10⁶J=1.08×10⁶J；
由题知，Q_放=W=1.08×10⁶J，
由Q_放=mq得需要燃烧标准煤的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.08×1{0}^{6}J}{2.5×1{0}^{7}J/kg}$=0.0432kg=43.2g．
故答案为：电热取暖器的功率过大；1.08×10⁶；43.2．

点评 本题考查了电功率用电器使用对电路的影响、电能和热量的计算，知道电能表铭牌的含义是计算电能的关键．