Question

18．如圖所示是某電熱水壺及其銘牌，在1標準大氣壓下，用這只電熱水壺裝滿25℃的水，電熱水壺正常工作時將水燒開需要6min40s．
（1）你認為該電熱水壺應該使用兩孔插座還是三孔插座，為什么？
（2）該電熱水壺正常工作時電流多大？
（3）把電熱水壺中的水燒開，水需要吸收多少熱量？
（4）計算該電熱水壺的熱效率．

Answer 1

分析 （1）三孔插座比兩孔插座中多出的一個孔是用來接地線的；目的就是為了防止觸電；
（2）電熱水壺正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時電流；
（3）水壺裝滿水時水的體積和其容積相等，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，又知道水的初溫、末溫（在1標準大氣壓下水的沸點為100℃），根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（4）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該電熱水壺的熱效率．

解答 解：（1）該電熱水壺應該使用三孔插座，這是因為當其外殼漏電時，能防止發(fā)生觸電事故．
（2）由P=UI可得，該電熱水壺正常工作時電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1000W}{220V}$≈4.55A；
（3）水壺裝滿水時水的體積：
V=1L=1×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
在1標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水需要吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/kg•℃×1kg×（100℃-25℃）=3.15×10⁵J；
（4）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=Pt′=1000W×（6×60s+40s）=4×10⁵J，
該電熱水壺的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×1{0}^{5}J}{4×1{0}^{5}J}$×100%=78.75%．
答：（1）三孔插座、防止電熱安全壓力鍋的金屬外殼因漏電而發(fā)生觸電事故；
（2）該電熱水壺正常工作時電流為4.55A；
（3）把電熱水壺中的水燒開，水需要吸收3.15×10⁵J的熱量；
（4）該電熱水壺的熱效率為78.75%．

點評 本題考查了安全用電常識和電功率公式、密度公式、吸熱公式、電功公式、效率公式的應用，要注意在1標準大氣壓下水的沸點為100℃．