Question

20．如表和圖分別是小欣家電熱水壺說明書的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖，該電熱水壺有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)（由機內(nèi)的溫控開關 S₀控制）

熱水箱容量	1L	加熱時功率	500W
額定電壓	220V	保溫時功率	50W

（1）你認為該電熱水壺應該選用兩孔插座還是三孔插座？為什么？
（2）求R₂的阻值；
（3）若正常工作時，電熱水壺的熱效率是80%，在1個標準大氣壓下將滿壺水從20℃到燒開需要多長時間？

Answer 1

分析 （1）電熱水壺使用時，應將外殼接地，避免觸電；
（2）已知保溫時的功率，且保溫時只有R₂接入，則由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得R₂的阻值；
（3）知道熱水箱的容積（裝滿水水的體積），利用密度公式求水的質量，知道水的初末溫，利用吸熱公式求加熱這些水所需要的熱量，由電熱器的效率可求得需要消耗的電能，由電功公式可求得加熱所需要的時間

解答 解：（1）三孔插座有孔接地線，防止漏電觸電．
（2）當S₀斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，所以P_保溫=50W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{50W}$=968Ω；
（2）水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
水升溫所吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/kg•℃×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J；
熱水器放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{3.36{×10}^{5}J}{80%}$=4.2×10⁵J，
因為電流所做的功W=Q_放=Pt
所以加熱所用的時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{500W}$=840s．
答：（1）三孔插座，防止漏電觸電；
（2）R₂的阻值為968Ω；
（3）將滿熱水箱的水從20℃加熱到100℃需要840s．

點評 本題為電功與熱量的綜合計算題，考查了熱量的計算、電能的計算、電功率公式的應用，此類問題在近幾年考試中出現(xiàn)的次數(shù)較多，從銘牌中得出相關信息并利用好是本題的關鍵．