Question

18．学了有关电学知识，小刚观察了家里的用电器发现；电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220V 1000W”、“220V 1800W”和“220V 500W”的字样．电能表上标有“220V 10A”的字样．
（1）它们各自正常工作相同时间，电水壶（选填“电饭煲”、“电水壶”和“电熨斗”）产生的热量最多．
（2）计算，标有“220V 1000W”的电饭煲正常工作0.2h，电流所做的功为多少kW•h？
（3）小刚家有时会出现“跳闸”停电现象，请你帮他分析一下“跳闸”可能的原因．
（4）小刚发现熨衣服时，电熨斗中电热丝热的发烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是为什么？

Answer 1

分析 （1）电饭煲、电水壶和电熨斗三个用电器都为纯电阻，消耗的电能全部转化为热量，用电器正常工作时的功率和额定功率相等，根据Q=W=Pt比较相同时间内三者产生热量的多少；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$求出电饭煲正常工作0.2h电流所做的功；
（3）开关“跳闸”是因为电路中电流过大，电路中电流过大有两种原因：一是电路中用电器的总功率过大，二是电路发生了短路；
（4）由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．电熨斗中电热丝热和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电熨斗中电热丝热的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析原因．

解答 解：（1）电饭煲、电水壶和电熨斗三个用电器都为纯电阻，消耗的电能全部转化为热量，
由用电器的铭牌可知，电水壶的额定功率最大，正常工作时的功率最大，
由Q=W=Pt可知，时间相同内，电水壶产生的热量最多；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，电饭煲正常工作0.2h电流所做的功：
W=P_电饭锅t=1000×10^-3kW×0.2h=0.2kW•h；
（3）在家庭电路中，因电流过大导致开关“跳闸”的原因有：电路中发生短路故障，电路中用电器的总功率过大造成干路电流过大；
（4）电熨斗在使用时，电热丝和导线串联，I_电热丝=I_导线，通电时间t相同，
因Q=I²Rt，R_电热丝＞R_导线，
所以，电流产生的热量：Q_电热丝＞Q_导线，
从而出现电熨斗中电热丝热的发烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热的现象．
答：（1）电水壶；
（2）电饭煲正常工作0.2h，电流所做的功为0.2kW•h；
（3）“跳闸”可能的原因：电路中发生短路故障，电路中用电器的总功率过大造成干路电流过大；
（4）电热丝与导线串联，而电热丝电阻比导线大的多，根据焦耳定律可知，相同时间里电热丝产生的热量比导线大的多，因此电热丝热的发烫而导线却不怎么热．

点评 本题考查了电功公式和焦耳定律、家庭电路中电流过大的原因等，是一道电学的综合题目．