Question

15．小明家新买了一台电饭锅．
（1）电饭锅利用电流的热效应工作，把消耗的电能转化为内能．
（2）小明仔细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是把电饭锅的金属外壳与大地相连接，而且脚稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全，原因是插入插座时外壳先接地，拔出插座时外壳后脱离地线．
（3）小明家的电饭锅铭牌上标有“220 1000W”的字样．他想知道电饭锅的加热效率，于是他在电饭锅内倒入体积为2L、温度为20℃的水，把这些水加热到80℃，电饭锅正常工作了10min，求这个过程中电饭锅的加热效率．（水的比热容c_水=4.2×10³/（kg•℃））

Answer 1

分析 （1）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应．利用这现象制成了电热器，工作时消耗电能，得到内能；
（2）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的；目的就是为了防止触电；
（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的比热容和温度的变化，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出电饭锅的加热效率．

解答 解：（1）电饭锅是利用电流的热效应工作的，工作时将消耗的电能转化成内能；
（2）标有“E”字的插脚为接地线，比其它两脚稍长一些，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；
（3）水的体积：
V=2L=2dm³=2×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，电饭锅消耗的电能：
W=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J，
电饭锅的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{5}J}{6×1{0}^{5}J}$×100%=84%．
答：（1）热；内；
（2）大地；插入插座时外壳先接地，拔出插座时外壳后脱离地线；
（3）这个过程中电饭锅的加热效率为84%．

点评 本题考查了电饭锅的工作原理和能量的转化以及安全用电器常识、密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，计算过程要注意单位的换算．