进入冬季.我市各中小学在校园内都安装了电热饮水设备．如图甲是某校电热饮水器.已知该饮水器内部电路主要由电热丝构成.图乙是其铭牌．请根据图中提供的信息.解答下列问题:(1)为安全起见.该设备使用的插座应选用图丙中哪一个?说明理由,(2)请计算该饮水器正常工作时.内部电热丝的电阻,(3)该饮水器内装满水后通电加热.水温由10℃升高到100℃.这些水吸收的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．进入冬季，我市各中小学在校园内都安装了电热饮水设备．如图甲是某校电热饮水器，已知该饮水器内部电路主要由电热丝构成，图乙是其铭牌．请根据图中提供的信息，解答下列问题：

（1）为安全起见，该设备使用的插座应选用图丙中哪一个？说明理由；
（2）请计算该饮水器正常工作时，内部电热丝的电阻；
（3）该饮水器内装满水后通电加热，水温由10℃升高到100℃，这些水吸收的总热量是多少？若饮水器的电热转化效率为90%，问需加热多长时间？

分析（1）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的，当家用电器漏电时，可以使漏电通过地线，流入大地，防止触电事故的发生；
（2）该饮水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电热丝的电阻；
（3）知道水的体积，根据m=ρV求出水的质量，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出消耗的电能，利用P=$\frac{W}{t}$求出加热时间．

解答解：（1）为了防止家用电器漏电、造成触电事故，必须使电热水器的外壳与大地相连接，所以插头应选用图A中的三孔插头；
（2）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，该饮水器正常工作时电热丝的电阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{3000W}$≈16.13Ω；
（3）水的体积：V=30L=30dm³=0.03m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.03m³=30kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×30kg×（100℃-10℃）=1.134×10⁷J，
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，消耗的电能：
W=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.134×1{0}^{7}J}{90%}$=1.26×10⁷J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加热时间：
t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{3000W}$=4200s．
答：（1）A；如果电器内部绝缘体老化或损坏，电就可能传到金属外壳上，所以有金属外壳的用电器，金属外壳必须接地；
（2）该饮水器正常工作时，内部电热丝的电阻为16.13Ω；
（3）该饮水器内装满水后通电加热，水温由10℃升高到100℃，这些水吸收的总热量是1.134×10⁷J，若饮水器的电热转化效率为90%，问需加热4200s．