解题思路:(1)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.家庭电路干路增加的电流也就是热水器正常工作的电流.已知热水器的额定电压和额定功率,利用公式I=[P/U]得到通过热水器的电流;
(2)已知水箱的额定容量,可以得到水的最大质量;由图知,设定温度为60℃,已知水的质量、初温度、末温度和比热容,利用公式Q=cm△t得到水吸收的热量;
(3)热水器的效率等于水吸收的热量与消耗的电能之比,热量已知,需要知道消耗的电能,已知热水器的额定功率,要知道消耗的电能多少,由公式W=Pt知:还需要知道加热的时间;
(4)从不同物质的比热容不同、安全用电和水的反常膨胀等角度做出解答.
已知:V=55L=0.055m3U=220V P=1500W ρ=1.0×103kg/m3c=4.2×103J/(kg∙℃)△t=60℃-10℃=50℃
求:(1)I=?(2)Q=?
(1)∵P=UI
∴干路电流增加的数值为I=[P/U]=[1500W/220V]≈6.8A;
(2)∵ρ=[m/V]
∴水吸收的热量为Q=cm△t=cρV△t=4.2×103J/(kg∙℃)×1.0×103kg/m3×0.055m3×50℃=1.155×107J;
(3)由η=[Q/W]=[Q/Pt]知:要测量这台热水器的加热效率,还需要测量加热时间;
(4)①水的比热容大于空气的比热容,如果水箱中加水太少,容易烧干,温度过高烧坏热水器;
②自来水是导体,湿手拔插电源插头容易引起触电;
③水结冰时体积会膨胀,如果冬天水箱装满水,结冰时可能胀破水箱.
答:
(1)干路电流增加的数值为6.8A;
(2)水吸收的热量为1.155×107J;
(3)要测量这台热水器的加热效率,还需要测量加热时间;
(4)①水的比热容大于空气的比热容,如果水箱中加水太少,容易烧干,温度过高烧坏热水器;
②自来水是导体,湿手拔插电源插头容易引起触电;
③水结冰时体积会膨胀,如果冬天水箱装满水,结冰时可能胀破水箱.
点评:
本题考点: 电功与热量的综合计算.
考点点评: 此题考查了与热水器有关的电流的计算、热量的计算及注意事项包含的物理道理,是一道电、热、力学的综合题,需要熟练掌握物理规律或公式,根据需要对公式作出正确的选择,对现象应用相应规律作出合理的解释.