Question

隨著人們生活水平的提高，空調(diào)、電磁爐等電器已經(jīng)進入普通家庭．小林家的家用空調(diào)的制冷和送風是交替進行的，空調(diào)處于制冷狀態(tài)時的功率P₁是2.2kW，送風狀態(tài)的功率P₂是0.22kW，測得此空調(diào)在某段時間內(nèi)的電功率隨時間變化的關如圖所示．
（1）空調(diào)在前5min內(nèi)處于什么狀態(tài)？此時通過它的電流是多少？
（2）在1h內(nèi)，這臺空調(diào)消耗的電能是多少度？
（3）這臺空調(diào)1h消耗的電能供效率為90%的電磁爐燒水，可以將多少質(zhì)量的25℃水燒開？（標準大氣壓的環(huán)境下）
（4）在高溫天氣，由于家庭電路的電壓過低而使空調(diào)不能啟動．請你簡述家庭電路電壓過低的原因．為了安全用電，許多家庭鋪設了空調(diào)專線，請你簡述鋪設空調(diào)專線的意義．

Answer 1

分析：（1）由圖象確定前5min空調(diào)的功率，從而確定空調(diào)的狀態(tài)，由電功率的變形公式I=

P

U

求出通過空調(diào)的電流；
（2）由圖象求出空調(diào)制冷的時間與送風的時間，然后由公式W=Pt求出空調(diào)消耗的電能；
（3）求出水所吸收的熱量，然后由熱量公式的變形公式求出水的質(zhì)量；
（4）夏天用電器較多，輸電線電流較大，導線電壓損失較大，家庭電路電壓較低，使空調(diào)不能正常啟動；
鋪設空調(diào)專線可防止家庭電路電流過大帶來的危害．

解答：解：（1）由圖象可知，在前5min，空調(diào)的功率是0.22kW，由題意知空調(diào)處于送風狀態(tài)；
此時通過空調(diào)的電流I=

P送風

U

=

220W

220V

=1A；
答：空調(diào)在前5min內(nèi)處于送風狀態(tài)，通過它的電流是1A．
（2）由圖象知，1h內(nèi)空調(diào)制冷狀態(tài)工作t₁=40min=

2

3

h，送風狀態(tài)工作t₂=20min=

1

3

h，
消耗的總電能W=P_制冷t₁+P_送風t₂=2.2kW×

2

3

h+0.22kW×

1

3

h=1.54kW?h；
答：在1h內(nèi)，這臺空調(diào)消耗的電能是1.54度．
（3）水吸收的熱量Q=90%×W=1.54×3.6×10⁶J×90%=4.9896×10⁶J，
1標準大氣壓的環(huán)境下水的沸點是t=100℃，
水的質(zhì)量m=

Q

c(t-t0)

=

4.9896×106J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-25℃)

=15.84kg；
答：可以將15.84kg的25℃水燒開．
（4）在高溫天氣，用電器過多，導致干路電流過大，輸電線上分擔的電壓增大，家庭電路的電壓過低，導致空調(diào)不能正常啟動．
空調(diào)功率較大，電流較大，鋪設空調(diào)專線防止家庭電路電流過大引起火災或跳閘．

點評：分析清楚圖象，由圖象找出空調(diào)的制冷與送風時間是正確解題的前提與關鍵；熟練應用電功率的變形公式、熱量變形公式等知識即可正確解題，解題時注意單位換算．