Question

某電水壺的銘牌信息如圖1所示，電水壺在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】電水壺裝滿初溫為20℃的水時(shí)，在額定電壓下
將水燒開用了7 min.

求：①水吸收的熱量是多少?
②電水壺?zé)�水過程中的能量轉(zhuǎn)化效率是多少?
(2)農(nóng)村電網(wǎng)改造前，用電高峰時(shí)電壓會(huì)下降l0％.求：這時(shí)電水壺的實(shí)際功率P。.(電阻不隨溫度改變)
(3)為使電水壺的功率在用電高峰時(shí)仍能達(dá)到2000W，甲、乙兩位同學(xué)對電水壺的電路進(jìn)行了改造，在原電阻絲R₁兩端并聯(lián)一個(gè)電阻絲R₂，如圖2所示，并分別推導(dǎo)出了R₂的表達(dá)式.


請你指出哪個(gè)表達(dá)式是錯(cuò)誤的，并分析若用此電阻絲來改造 電水壺的結(jié)果.

Answer 1

(1)①水吸收的熱量：Q=cm(t-to)=4.2×l0³J/(kg·℃)×2 kg×(100℃-20℃)=6.72×l0⁵ J(1分)
②消耗的電能 ：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵ J
能量轉(zhuǎn)化效率：η=×l00％= ×100％=80％．
(2)實(shí)際電壓：U_實(shí)=U_額(1-10％)= 220V×(1-10％)=198V
電阻絲的電阻：R₁===24.2Ω
實(shí)際功率：P₁==="1620W " (1分)
(3)乙同學(xué)的R₂ = 是錯(cuò)誤的(0．5分)
分析過程：通過比較可知，乙同學(xué)計(jì)算的R₂小于甲同學(xué)計(jì)算的R₂  (0.5分)乙同學(xué)的 R₂接入電路后，電路消耗的總功率大于2000W(0．5分)，導(dǎo)線中的電流過大，存在安全隱患(0.5分)．