Question

某电水壶的铭牌信息如图所示，电水壶在标准大气压下工作．[c_水＝4.2×10³ J/(kg·℃)]

(1)电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min．

求：①水吸收的热量是多少？

②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少？

(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10％．求：这时电水壶的实际功率P．(电阻不随温度改变)

(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000 W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R₁两端并联一个电阻丝R₂，如下图所示，并分别推导出了R₂的表达式．

甲同学：

乙同学：

请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造 电水壶的结果．

Answer 1

答案：
解析：

(1)①水吸收的热量：Q＝cm(t－to)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100℃－20℃)＝6.72×105 J(1分) 　　②消耗的电能：W＝Pt＝2000 W×7×60 s＝8.4×105 J 　　能量转化效率：η＝×100％＝×100％＝80％． 　　(2)实际电压：U实＝U额(1－10％)＝220 V×(1－10％)＝198 V 　　电阻丝的电阻：R1＝＝＝24.2 Ω 　　实际功率：P1＝＝＝1620 W(1分) 　　(3)乙同学的R2＝是错误的(0.5分) 　　分析过程：通过比较可知，乙同学计算的R2小于甲同学计算的R2(0.5分)乙同学的R2接入电路后，电路消耗的总功率大于2000 W(0.5分)，导线中的电流过大，存在安全隐患(0.5分)．