解题思路:(1)由电热水器的铭牌可知,其额定电压是220V,额定功率是2200W,由P=UI的变形公式可以求出正常工作的电流,由欧姆定律可以求出它的电阻.
(2)充满水后水的质量和额定容量相等,由图可知设定的温度即为水的末温,根据Q=cm△t求出水吸收的热量;
(3)电流做的功等于水吸收的热量,由功率的变形公式可以求出加热时间.
(4)实际加热时间总是要大于理论计算时间,这是因为消耗的电能转化为内能不可能全部被水吸收,也可能是电热水器工作电压低于额定电压时,实际功率小于额定功率造成的.
(1)电热水器正常工作时的功率为2200W,
∵P=UI,
∴通过它的电流:
I=[P/U]=[2200W/220V]=10A,
∵I=[U/R],
∴此时它的电阻:
R=[U/I]=[220V/10A]=22Ω;
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J;
(3)∵W=Q=Pt,
∴加热时间t=[Q/P]=
8.4×106J
2200W≈3.8×103s;
(4)热水器消耗的电能转化为内能不可能全部被水吸收,存在热量损失;
或电热水器工作电压低于额定电压时,实际功率小于额定功率,也会使加热时间增加.
答:(1)电热水器正常工作时,通过它的电流为10A,此时它的电阻为22Ω;
(2)加热指示灯从亮到灭的过程中,热水器中的水一共吸收了的热量8.4×106J;
(3)理论上从接通电源到指示灯熄灭需要的时间为3.8×103s;
(4)加热过程中有热量损失.
点评:
本题考点: 电功的实质;欧姆定律的应用.
考点点评: 电热水壶在工作过程中,将电能转化为内能,转化效率不可能是100%,同时得到的内能也不能被水完全吸收,所以水吸收的热量比消耗的电能要少很多.