Question

（2010?巴中）電水壺能在很短的時(shí)間內(nèi)提供沸水，正好與現(xiàn)代人的生活節(jié)奏合拍，成為現(xiàn)代家庭中必備電器，如圖1所示，是某品牌電水壺和它的銘牌．

XX牌電熱水壺
額定電壓	220V
額定功率	1100W
容積	2.5L

（1）從安全方面考慮，電熱水器的插座應(yīng)該選用圖2中

a

（填“a”或“b”）；
（2）該電水壺正常工作時(shí)，通過它的電流是多少？
（3）該電水壺裝滿水后工作時(shí)，若電水壺兩端實(shí)際電壓為200V，則將20℃的水加熱至沸騰至少需要多長時(shí)間？[不計(jì)熱量損失，外界為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，C_水=4.2×10³J/（kg?℃）

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一個孔是用來接地線的，當(dāng)家用電器漏電時(shí)，可以使漏電通過地線，流入大地，防止觸電事故的發(fā)生；
（2）該電水壺正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出通過它的電流；
（3）知道水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的熱量；不計(jì)熱量損失，Q_吸=W_電，根據(jù)根據(jù)P=

U2

R

求出電水壺的電阻，再利用W=

U2

R

t求出加熱時(shí)間．

解答：解：（1）為了防止家用電器漏電、造成觸電事故，必須使電熱水器的外殼與大地相連接，所以插頭應(yīng)選用圖2中的a三孔插座；
（2）根據(jù)P=UI可得，電水壺正常工作時(shí)的電流：
I=

P額

U額

=

1100W

220V

=5A；
（3）根據(jù)ρ=

m

V

可得，電水壺裝滿水后水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=2.5kg，
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
根據(jù)P=

U2

R

可得，電熱水壺的電阻：
R=

U2額

P額

=

(220V)2

1100W

=44Ω，
由題知，不計(jì)熱量損失，Q_吸=W_電，
由W=

U2

R

t可得，電水壺兩端實(shí)際電壓為200V時(shí)的加熱時(shí)間：
t=

WR

U2

=

8.4×105J×44Ω

(200V)2

=924s．
答：（1）a；
（2）該電水壺正常工作時(shí)，通過它的電流是5A；
（3）該電水壺裝滿水后工作時(shí)，若電水壺兩端實(shí)際電壓為200V，則將20℃的水加熱至沸騰至少需要924s．

點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，考查了電流的計(jì)算、密度的計(jì)算、熱量的計(jì)算、電功率的計(jì)算以及安全用電常識，要注意靈活選用電功率的公式并能從銘牌得出相關(guān)信息．