Question

10．一家用电热水器的铭牌如表所示：

根据铭牌所提供的信息，解答下列问题：
（1）为安全起见，该电热水器使用的插座应选乙图中的插座（填甲或乙）
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？
（3）将该电热水器装10Kg水后加热，使水温由15℃升高到65℃，水需要吸收多少热量？
（4）若该电热水器正常工作时电热丝所产生热量的70%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需多少时间？

Answer 1

分析 （1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连，目的就是为了防止触电；
（2）电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电热丝的电阻；
（3）知道水的质量和初温、末温以及比热容，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（4）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的电能，根据P=$\frac{W}{t}$求出需要的加热时间．

解答 解：（1）为了安全用电，大功率家用电器的电源插座都用三孔插座，三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生，故选乙；
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，该电热水器正常工作时电热丝的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁶J；
（4）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的电能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{70%}$=3×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，需要的加热时间：
t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{3×1{0}^{6}J}{2000W}$=1500s．
答：（1）乙；
（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻为24.2Ω；
（3）将该电热水器装10kg水后加热，使水温由15℃升高到65℃，水需要吸收2.1×10⁶J的热量；
（4）若该电热水器正常工作时电热丝所产生热量的70%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需1500s．

点评 本题考查了安全用电的常识和电功率公式、吸热公式、效率公式、电功公式的应用，从图中获取有用的信息是关键．