Question

大偉家買回一臺(tái)新型電熱水壺，此壺是在熱膽中儲(chǔ)水，由電熱管加熱工作的，電熱水壺的銘牌上標(biāo)有下表中的數(shù)據(jù)，其瓶內(nèi)部工作電路可簡化為（如圖a），當(dāng)瓶內(nèi)水燒開時(shí)，其溫控開關(guān)s 自動(dòng)斷開．電熱水壺處于保溫狀態(tài)．

型號(hào)	容量	額定功率	保溫功率	額定電壓
1DE-102	5kg	700W	41W	220V

（1）為安全起見，該電熱水器使用的插座應(yīng)選用b圖中的哪個(gè)？
（2）電熱水壺裝滿20℃的水燒開至少需要耗電多少？其正常加熱時(shí)間至少多少分鐘？（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）
（3）大偉利用星期天實(shí)際測量了其加熱時(shí)間，發(fā)現(xiàn)比計(jì)算值要多，其可能原因是什么？（至少說兩個(gè)）

Answer 1

分析：（1）三孔插座中多出的一個(gè)孔是用來接地線的，當(dāng)家用電器漏電時(shí)，可以使漏電通過地線，流入大地，防止觸電事故的發(fā)生；
（2）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃（末溫），知道水的質(zhì)量、水的初溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量（至少消耗的電能）；知道電熱水壺的額定功率（正常工作時(shí)的功率），利用P=

W

t

求電熱水壺正常加熱時(shí)間；
（3）有熱損失，消耗的電能沒有全部被水吸收，電熱壺的電壓小于額定電壓．

解答：解：（1）為了防止家用電器漏電、造成觸電事故，必須使電熱水器的外殼與大地相連接，故插頭應(yīng)選用圖乙中的三孔插頭；
（2）由題知，水的末溫為100℃，
水吸收的熱量（至少消耗的電能）：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）
=1.68×10⁶J；
電熱水壺正常工作時(shí)的功率：
P=P_額=700W，
由題知：Q_吸=W=Pt，
電熱水壺正常工作時(shí)燒開這壺水用的時(shí)間：
t=

Q吸

P

=

1.68×106J

700W

=2400s=40min；
（3）在加熱過程中，有熱損失，例如：水壺吸熱、散失到空氣中的熱，電熱壺的電壓小于額定電壓，使得實(shí)際加熱時(shí)間要長一些．
答：（1）插座應(yīng)選用b圖中三孔插頭乙；
（2）電熱水壺裝滿20℃的水燒開至少需要耗電1.68×10⁶J，其正常加熱時(shí)間至少40min；
（3）水壺吸熱、散失到空氣中的熱，使得實(shí)際加熱時(shí)間要長一些．

點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實(shí)際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，從電熱壺的銘牌得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．