Question

9．在“家电下乡”活动中，小刚家买了一台微渡炉．
（1）他观察电源线插头的三个脚，如图所示，知道其中稍长些的脚E是把微渡炉的外壳与大地相连接，而且脚E稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全．原因是：稍长些的脚E比其它两脚稍长一些，插插头时能使电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开地线，即使电器“漏电”，人也不会触电．
（2）微波炉说明书中的铭牌如表所示，在使用最大加热功率加热时，家庭电路中干路电流增加多少呢？请你帮小刚计算．

额定电压	220V
最大加热功率	1100W
电源频率	50Hz
加热效率	＞92%
防触电保护类	Ⅰ类

（3）小刚对铭牌中加热效率大于92%有点怀疑，他动手进行了测量．他用容积是250mL的废矿泉水瓶装满20℃的自来水，倒入专用塑料杯中，放入微波炉中用最大加热功率加热1min，取出后测得温度为78℃．请你计算这台微波炉的加热效率．[C_水=4.2x10³J/（kg•℃）]
（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．

Answer 1

分析 （1）家用电器都使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体；当用电器漏电时，会使外壳带电，若接上地线，一旦有漏电现象，电流也就通过地线，流入大地，从而防止了触电事故的发生；
（2）由P=UI求出微波炉使用最大加热功率加热时的电流，即为家庭电路中干路电流增加值；
（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出这台微波炉的加热效率；
（4）高效家电产品有利于节能减排，保护环境，促进社会可持续发展．

解答 解：（1）稍长些的脚E是把微渡炉的外壳与大地相连接，而且脚E稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全．原因是：地线插人插座时外壳先接地线，拔出插座时外壳后脱离地线；
（2）由P=UI可得，微波炉使用最大加热功率加热时家庭电路中干路电流增加值：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）水的体积：
V=250mL=250cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0g/cm³×250cm³=250g=0.25kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.25kg×（78℃-20℃）=6.09×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt′=1100W×60s=6.6×10⁴J，
这台微波炉的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.09×1{0}^{4}J}{6.6×1{0}^{4}J}$×100%≈92.3%；
（4）使用高效家电产品，有效提高能源利用率，实现节能减排，保护环境．
答：（1）大地；稍长些的脚E比其它两脚稍长一些，插插头时能使电器的金属外壳先接地，拔插头时能使金属外壳后离开地线，即使电器“漏电”，人也不会触电；
（2）在使用最大加热功率加热时，家庭电路中干路电流增加了5A；
（3）这台微波炉的加热效率为92.3%；
（4）使用高效家电产品，有效提高能源利用率，实现节能减排，保护环境．

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．注意计算时的单位变换要正确．