题目内容
18.| 额定电压 | 额定功率 | 频率 | 净重 | 防触电保护类型 | 容积 |
| 220V | 2000W | 50Hz | 22kg | I级 | 20L |
(1)他们应当选用图中2号插座为热水器插座,因为这种插座有接地线,能防止由于热水器外壳带电造成触电事故.
(2)小明家客厅中安装的是一盏“220V 60W”的白炽灯,如果只有这盏灯和电热器连入电路,当他们正常工作时,电路中的电流和电阻会多大?
(3)电热水器中装满水时,电阻丝产生的热量只有80%被水吸收,那么将热水器中的水从20℃加热到80℃需要通电多长时间?
分析 (1)热水器的外壳是金属外壳,为了防止触电,要通过三孔插座接地线;
(2)先计算出电路中的总功率,然后由电功率的变形公式I=$\frac{P}{U}$计算电路中的电流;再利用I=$\frac{U}{R}$计算电路中电阻;
(3)先由热量公式计算出应吸收的热量,再由效率、功率公式计算所要用的时间.
解答 解:
(1)为了防止发生触电现象,电热水器必须接地线,较长中插座2为三孔插座,有接地线的插孔,因此应选择2号插座;
(2)只有灯和电热器连入电路,由P=UI可得他们正常工作时电路电流:
I=$\frac{{P}_{总}}{U}$=$\frac{{P}_{热水器}+{P}_{灯}}{U}$=$\frac{2000W+60W}{220V}$≈9.36A;
由I=$\frac{U}{R}$可得电路中电阻:
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{9.36A}$≈23.5Ω;
(3)Q水吸=c水m水(t-t0)=c水•ρ水•V水(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×1.0×103kg/m3×20×10-3m3×(80℃-20℃)
=5.04×106J,
电阻丝产生的热量只有80%被水吸收,即W=Q,
W电=Pt,
所以加热时间:
t=$\frac{{Q}_{吸}}{80%P}$=$\frac{5.04×1{0}^{6}J}{0.8×2000W}$=3.15×103s.
答:(1)2;有接地线,能防止由于热水器外壳带电造成触电事故;
(2)当他们正常工作时,电路中的电流为9.36A,电路中电阻为23.5Ω;
(3)将热水器中的水从20℃加热到80℃需要通电3.15×103s.
点评 本题是一道电流与热学的综合应用题,涉及了安全用电的知识,热量、电功、电功率的计算的分析,关键是公式及其变形的灵活运用,要学会从题目所给信息中找到有用的数据.