Question

9．在“家電下鄉(xiāng)”活動(dòng)中，小剛家買了一臺(tái)微渡爐．
（1）他觀察電源線插頭的三個(gè)腳，如圖所示，知道其中稍長些的腳E是把微渡爐的外殼與大地相連接，而且腳E稍長一些可保證在插入插座和拔出插座時(shí)更安全．原因是：稍長些的腳E比其它兩腳稍長一些，插插頭時(shí)能使電器的金屬外殼先接地，拔插頭時(shí)能使金屬外殼后離開地線，即使電器“漏電”，人也不會(huì)觸電．
（2）微波爐說明書中的銘牌如表所示，在使用最大加熱功率加熱時(shí)，家庭電路中干路電流增加多少呢？請(qǐng)你幫小剛計(jì)算．

額定電壓	220V
最大加熱功率	1100W
電源頻率	50Hz
加熱效率	＞92%
防觸電保護(hù)類	Ⅰ類

（3）小剛對(duì)銘牌中加熱效率大于92%有點(diǎn)懷疑，他動(dòng)手進(jìn)行了測量．他用容積是250mL的廢礦泉水瓶裝滿20℃的自來水，倒入專用塑料杯中，放入微波爐中用最大加熱功率加熱1min，取出后測得溫度為78℃．請(qǐng)你計(jì)算這臺(tái)微波爐的加熱效率．[C_水=4.2x10³J/（kg•℃）]
（4）我國出臺(tái)了一系列有關(guān)“家電下鄉(xiāng)”的政策，其中對(duì)購買高能效、低能耗的家電產(chǎn)品實(shí)行政府財(cái)政補(bǔ)貼，就國家這一政策對(duì)能源與社會(huì)發(fā)展帶來的影響，發(fā)表你的看法．

Answer 1

分析 （1）家用電器都使用三孔插座，是由于這些用電器的外殼是金屬，金屬是導(dǎo)體；當(dāng)用電器漏電時(shí)，會(huì)使外殼帶電，若接上地線，一旦有漏電現(xiàn)象，電流也就通過地線，流入大地，從而防止了觸電事故的發(fā)生；
（2）由P=UI求出微波爐使用最大加熱功率加熱時(shí)的電流，即為家庭電路中干路電流增加值；
（3）知道水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出這臺(tái)微波爐的加熱效率；
（4）高效家電產(chǎn)品有利于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展．

解答 解：（1）稍長些的腳E是把微渡爐的外殼與大地相連接，而且腳E稍長一些可保證在插入插座和拔出插座時(shí)更安全．原因是：地線插人插座時(shí)外殼先接地線，拔出插座時(shí)外殼后脫離地線；
（2）由P=UI可得，微波爐使用最大加熱功率加熱時(shí)家庭電路中干路電流增加值：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）水的體積：
V=250mL=250cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0g/cm³×250cm³=250g=0.25kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.25kg×（78℃-20℃）=6.09×10⁴J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=Pt′=1100W×60s=6.6×10⁴J，
這臺(tái)微波爐的加熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.09×1{0}^{4}J}{6.6×1{0}^{4}J}$×100%≈92.3%；
（4）使用高效家電產(chǎn)品，有效提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境．
答：（1）大地；稍長些的腳E比其它兩腳稍長一些，插插頭時(shí)能使電器的金屬外殼先接地，拔插頭時(shí)能使金屬外殼后離開地線，即使電器“漏電”，人也不會(huì)觸電；
（2）在使用最大加熱功率加熱時(shí)，家庭電路中干路電流增加了5A；
（3）這臺(tái)微波爐的加熱效率為92.3%；
（4）使用高效家電產(chǎn)品，有效提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題．與生活相連，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，且加強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保的意識(shí)．注意計(jì)算時(shí)的單位變換要正確．