题目内容

12.近年的煤气价格大幅上升,而且煤气使用安全隐患较多,为此很多市民的家里都改为使用电热水器来加热水.右图是一台电热水器的铭牌,请你根据铭牌提供的信息进行计算:
额定容积/L50
额定功率/W2200
额定电压/V220
净重/kg30
安全等级1级
(1)此电热水器的电阻;
(2)此电热水器在额定电压下工作30分钟,要消耗电能多少度?
(3)假如电热水器加热时没有能量的损耗,则上一问中电热水器能将水温升高多少?(结果保留整数,ρ水=1kg/L,C水=4.2×103J/(kg•℃))

分析 (1)由表格数据,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算电热水器电热丝正常工作时的电阻;
(2)根据P=$\frac{W}{t}$计算电热水器在额定电压下工作30分钟,要消耗电能多少度;
(3)假如电热水器加热时没有能量的损耗,则W=Q,利用Q=cm△t可求得水温升高多少.

解答 解:
(1)由表格数据可知,电热水器的额定功率为2200W,
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得电热水器的电阻:
R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{(220V)}^{2}}{2200W}$=22Ω;
(2)由P=$\frac{W}{t}$可得,电热水器在额定电压下工作30分钟消耗的电能:
W=P额t=2.2kW×$\frac{1}{2}$h=1.1kW•h=1.1度;
(3)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg,
假如电热水器加热时没有能量的损耗,则水吸收的热量:
Q=W=1.1kW•h=1.1×3.6×106J=3.96×106J;
由Q=cm△t可得水升高的温度:
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{3.96×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×50kg}$≈19℃.
答:(1)此电热水器的电阻为22Ω;
(2)此电热水器在额定电压下工作30分钟,要消耗电能1.1度;
(3)假如电热水器加热时没有能量的损耗,则上一问中电热水器能将水温升高19℃.

点评 本题考查电功率、电热的计算,解题的关键是能熟练运用电功率的计算公式,并从表格中获取有用的信息.

练习册系列答案
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7.为了探究电流跟电压的关系,小红同学连接了如图所示的电路(电路元件完好,接线柱接线牢固).电源电压24V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”.

①在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电表的示数将发生变化的是电流表(选填“电压表”或“电流表”).
②检查电路,发现有一处连接错误,请指出连接错误的导线是d(选“a”“b”“c”或“d”).
③纠正错误后,闭合开关,调节滑片位置,改变定值电阻两端的电压,得到电表示数如图乙,则电表的示数为1.5A.
④如果仍用图甲纠正错误后的电路研究电流与电阻的关系,实验中换用不同阻值的定值电阻后,每次应调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,实验记录数据如下表所示.
实验序号12345
电阻/Ω40201075
电流/A0.250.51.01.52.0
老师指出其中一组数据有拼凑嫌疑,你认为是第1组(填写实验序号),理由是电路中的最小电流为0.27A;请根据表中数据在图丙的坐标纸上描点作出图象,由图象可得出的实验结论是在电压不变时,通过的电流与电阻大小成反比.(实验器材使用正确,量程选用合理)
⑤小红同学学习了电阻的测量后,用一根导线代替电流表接入电路进行测量未知电阻Rx的实验,R先选用8Ω电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片使电压示数为4V,然后保持滑动变阻器的滑片不动,用Rx代替8Ω电阻接入电路,此时电压表示数为8V,则Rx的阻值为20Ω.

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