题目内容

18.如表是小强家电热水壶的部分铭牌,他利用所学的知识进行了以下测量和操作.电热水壶内装满水,正常工作5min水温由20℃升高到90℃.请你计算:
产品型号:KS-12
最大容量:1kg
额定电压:220V~
额定频率:50Hz
额定功率:1100W
执行标准:-----
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电水壶正常工作时的电流多大?
(3)已知该电热水壶的电源连接线电阻约为0.5Ω,则,烧水过程中,其电源连接线发热多少?
(4)电水壶正常工作5min消耗多少电能?
(5)按照国家规定的标准,电热水壶使用的电源连接线不能过长,横截面积不能过小.小强仔细观察了家里的一些大功率用电器,如空调、电暖气的电源线也有这样的特点,请你一下解释这样规定的原因.

分析 (1)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;
(2)电水壶正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出电流;
(3)根据Q=I2Rt可求得其电源连接线发热多少;
(4)根据W=Pt求出消耗的电能;
(5)由焦耳定律知,如果电源连接线过长,横截面积过小,电阻就会增大,产生的热量增加,容易发热造成火灾.

解答 解:(1)水需要吸收的热量
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg•℃)×1kg×(90℃-20℃)=2.94×105J
(2)由P=UI得,电水壶正常工作时的电流:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A,
(3)t=5min=300s,
根据焦耳定律,电流流过电源连接线发热
Q=I2Rt=(5A)2×0.5Ω×300S=3750J
(4)由P=$\frac{W}{t}$得,电水壶正常工作5min消耗电能
W=Pt=1100W×300s=3.3×105J.
(5)电热水壶等功率较大的用电器,工作时通过连接线的电流较大;而如果电源连接线过长或横截面积过小,则连接线的电阻就会增大,在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加,容易引起火灾等安全事故且能量散失也会增多.
答:(1)水吸收的热量为2.94×105J;
(2)电热水壶正常工作时的电流为5A;
(3)水壶的电源连接线发热3750J;
(4)电热水壶消耗的电能为3.3×105J;
(5)电热水壶等功率较大的用电器,工作时通过连接线的电流较大;而如果电源连接线过长或横截面积过小,则连接线的电阻就会增大,在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加,容易引起火灾等安全事故且能量散失也会增多.

点评 本题考查了吸热公式、电功率公式、电功公式、效率公式和焦耳定律的应用,综合性强,关键是从铭牌中获取有用的信息.

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