Question

小民家新购置了一台电热水器，电热水器的铭牌如图甲所示．若自来水的温度是20℃，加满水后，小民将温控开关调到如图乙所示的位

Answer 1

解题思路：（1）根据公式Q_吸=cm（t-t₀）可求吸收热量．水的质量由密度和体积求得；

（2）根据公式I=[P/U]可求工作电流；根据公式R=[U/I]可求电阻的大小；

（3）根据P=

U

2

R

计算出实际功率，再利用P=[W/t]变形计算时间．

（1）水的质量：m=ρv=1.0×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，

吸收的热量：Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；

（2）由于电热水器正常工作，从铭牌中可知额定功率和额定电压，则：

发热电阻丝中的电流强度为I=[P/U]=[2200W/220V]=10A；

电阻为R=[U/I]=[220V/10A]=22Ω．

（3）根据题意可知，用电高峰时，热水器的实际功率为：

P′=

U/2

R=

(198V)2

22Ω=1782W，

又P′=W，η=

Q吸

Q放，

故所需时间为：

t=[W

P/=

Q放

P/=

Q吸

ηP/=

8.4×106J/0.8×1782W]=5892.3S．

答：（1）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收8.4×10⁶J热量；

（2）电热水器正常工作时，其发热电阻丝中的电流强度为10A，电阻为22Ω；

（3）若在晚间用电高峰时，电路上的实际电压只有198V，热水器加热的效率为80%，从接通电源到指示灯熄灭需要5892.3s．

点评：

本题考点： 热量的计算；欧姆定律的应用；电功率与电压、电流的关系；电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查了热量公式及电流、电阻、功率的计算，解决本题的关键点是读懂铭牌信息，从中找到需要的物理量，考查了学生的综合能力，值得推荐．