Question

7．电给我们的生活中带来了极大的方便，但使用不当也会造成危害．小明家电能表的几个重要参数如表1所示，电线允许通过的最大电流为15A，家中已有用电器的总功率为2200W，最近又准备购买一台电热水器，性能指标如表2所示，这种电热水器是否适合他家用呢？小明对这个问题进行认真地研究．
 表1                               

220V 20A 3000r/kW．h

表2

额定电压	220V
额定功率	2000W
容量	2L

（1）首先他想到，添置这么大功率的用电器，是否超过电能表的负荷？请你帮他计算，他家的电能表可负载的最大功率为4400W；若买回来该电热水器后，他家的用电器的总功率为4200W．
（2）如果安装了这台电热水器，家中所有用电器同时工作时的最大电流将达到19.1A．
（3）他家的电线不能（填“能”或“不能”）承受．电能表能（填“能”或“不能”）承受．
（4）通过对以上问题的研究，你认为如果他家购买了这台热水器，在使用时应该采取什么措施？请你为他家提出一条建议家中的用电器不要同时使用．

Answer 1

分析 （1）先根据电能表所允许的电压和电流算出电能表所允许接入的总功率，然后再算出用电器消耗的总功率，最后进行比较；
（2）根据电功率公式P=UI的变形式I=$\frac{P}{U}$即可算出家中所有用电器同时工作时的最大电流；
（3）将所有用电器同时工作时的最大电流和电线允许通过的最大电流进行比较即可知道电线能不能承受；将用电器的总功率与电能表所允许接入的总功率比较得出电能表能否承受；
（4）用电器的总功率越大，则总电流越大；电线越粗，则允许通过的电流越大．

解答 解：
（1）电能表允许接入的总功率：
P=UI=220V×20A=4400W，
所有用电器同时工作时的总功率：
P_总=2200W+2000W=4200W，
因为P_总＜P，
所以没有超过电能表的负荷；
（2）由P=UI可得，家中所有用电器同时工作时的最大电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4200W}{220V}$≈19.1A，
（3）因为19.1A＞15A，所以家中所用的电线不能承受；因为P_总＜P，所以没有超过电能表的负荷，电能表能承受；
（4）因为同时使用的用电器越多，则总功率就越大，总电流就越大，所以解决的办法是家中的用电器不要同时使用；
因为电线允许通过的电流与电线的粗细有关，电线越粗则允许通过的电流越大，所以还有一个解决办法就是更换家庭电路所有的电线．
故答案为：
（1）4400；4200；
（2）19.1；
（3）不能；能；
（4）家中的用电器不要同时使用．

点评 本题综合考查了学生对公式P=UI的理解和运用，也考查了学生利用物理知识进行分析问题和解决问题的能力，是一道能力考查题．