Question

18．如图所示是某电热水壶及其铭牌，在1标准大气压下，用这只电热水壶装满25℃的水，电热水壶正常工作时将水烧开需要6min40s．
（1）你认为该电热水壶应该使用两孔插座还是三孔插座，为什么？
（2）该电热水壶正常工作时电流多大？
（3）把电热水壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？
（4）计算该电热水壶的热效率．

Answer 1

分析 （1）三孔插座比两孔插座中多出的一个孔是用来接地线的；目的就是为了防止触电；
（2）电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时电流；
（3）水壶装满水时水的体积和其容积相等，根据m=ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温（在1标准大气压下水的沸点为100℃），根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（4）根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该电热水壶的热效率．

解答 解：（1）该电热水壶应该使用三孔插座，这是因为当其外壳漏电时，能防止发生触电事故．
（2）由P=UI可得，该电热水壶正常工作时电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.55A；
（3）水壶装满水时水的体积：
V=1L=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
在1标准大气压下水的沸点为100℃，则水需要吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/kg•℃×1kg×（100℃-25℃）=3.15×10⁵J；
（4）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt′=1000W×（6×60s+40s）=4×10⁵J，
该电热水壶的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{4×1{0}^{5}J}$×100%=78.75%．
答：（1）三孔插座、防止电热安全压力锅的金属外壳因漏电而发生触电事故；
（2）该电热水壶正常工作时电流为4.55A；
（3）把电热水壶中的水烧开，水需要吸收3.15×10⁵J的热量；
（4）该电热水壶的热效率为78.75%．

点评 本题考查了安全用电常识和电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，要注意在1标准大气压下水的沸点为100℃．