某电热水器的部分参数如表所示.该热水器始终在额定电压下工作．[已知C水=4.2×103J/](1)该热水器装满水时.水的质量是多少?(2)为保证洗浴安全.电热水器一般都装有防电墙．它的工作原理如图(甲)所示.防电墙相当于一个高值电阻R.热水器的水经它流出.万一发生漏电事故.防电墙可以承受220V电压中的大部分电压.从而使人体两端的电压小于人体绝对� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．

某电热水器的部分参数如表所示，该热水器始终在额定电压下工作．[已知C_水=4.2×10³J/（kg﹒℃）]
（1）该热水器装满水时，水的质量是多少？
（2）为保证洗浴安全，电热水器一般都装有防电墙．它的工作原理如图（甲）所示，防电墙相当于一个高值电阻R，热水器的水经它流出，万一发生漏电事故，防电墙可以承受220V电压中的大部分电压，从而使人体两端的电压小于人体绝对安全电压20V，此时防电墙两端的电压U₁至少是多少伏？此时流经热水器出水的电流为0.02mA，R的阻值是多少欧？

容量	80L
额定电压	220V
额定功率	1000W
设置温度范围	30～75℃

（3）热水器装满水后，将水从20℃加热到40℃水吸收的热量是多少？热水器要正常工作多长时间？．（不计热损失）

分析（1）由铭牌可知热水器的容量，根据m=ρV可求水的质量；
（2）防电墙与人体串联，根据串联电路的电压特点求出防电墙两端的最小电压，根据欧姆定律求出R的阻值；
（3）先根据Q=cm△t求出水吸收的热量，再根据Q=W=Pt求出该热水器的加热时间．

解答解：（1）该热水器装满水时，水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.08m³=80kg；
（2）防电墙与人体串联，
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以防电墙两端的最小电压：
U₁=U-U_人=220V-20V=200V；
此时电路中的电流I=0.02mA=2×10^-5A，
因为I=$\frac{U}{R}$，
所以R的阻值为：
R=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{200V}{2{×10}^{-5}A}$=1×10⁷Ω．
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（40℃-20℃）=6.72×10⁶J，
由题知，Q_吸=W=Pt，
所以加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{6.72{×10}^{6}J}{1000W}$=6.72×10³s．
答：（1）该热水器装满水时，水的质量是80kg；
（2）为保证安全，防电墙两端的电压U₁至少是200伏，R的阻值为1×10⁷Ω；
（3）将水从20℃加热到40℃水吸收的热量是6.72×10⁶J；热水器要正常工作6.72×10³s．