Question

20．小明家新購置了一臺(tái)電熱水器，電熱水器的銘牌如圖甲所示．若自來水的溫度是20℃，加滿水后，小明將溫控開關(guān)調(diào)到如圖乙所示的位置．接通電源，加熱指示燈亮，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，加熱指示燈熄滅．請(qǐng)你幫助小明解答下列問題：
（1）若家中只使用電熱水器，小明觀察加熱指示燈從亮到滅的過程中，家中電能表的示數(shù)由變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/quiz/images/201511/149/87259b33.png" style="vertical-align:middle" />，電熱水器消耗的電能為多少？

（2）電熱水器正常工作時(shí)，其發(fā)熱電阻絲中的電流為多少？電阻為多少？
（3）若在晚間用電高峰時(shí)，電路的實(shí)際電壓只有198V，若自來水的溫度仍是20℃，加滿水后小明設(shè)定的溫度依然為60℃，從接通電源到指示燈熄滅需要多少時(shí)間？（不考慮電阻隨溫度變化）

Answer 1

分析 （1）消耗的電能等于電能表前后兩次示數(shù)之差，最后一位是小數(shù)，單位是kW•h
（2）根據(jù)P=UI的變形公式即可求出工作電流；根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出電阻的大��；
（3）先求出實(shí)際功率，而消耗的電能不變，利用P=$\frac{W}{t}$的變形公式即可計(jì)算出時(shí)間．

解答 解：
（1）消耗的電能：W=W₁-W₂=523.5kW•h-521.1kW•h=2.4kW•h．
（2）由于電熱水器正常工作，從銘牌中可知額定功率和額定電壓，則：
發(fā)熱電阻絲中的電流強(qiáng)度為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A；
電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{10A}$=22Ω．
（3）根據(jù)題意可知，用電高峰時(shí)，熱水器的實(shí)際功率為：
P′=$\frac{（U′）^{2}}{R}$=$\frac{（198V）^{2}}{22Ω}$=1782W，
消耗的電能W=2.4kW•h=2.4×3.6×10⁶J=8.64×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$得所需時(shí)間為：
t=$\frac{W}{P′}$=$\frac{8.64×1{0}^{6}J}{1782W}$≈4848s．
答：（1）電熱水器消耗的電能為2.4kW•h；
（2）電熱水器正常工作時(shí)，其發(fā)熱電阻絲中的電流為10A，電阻為22Ω；
（3）從接通電源到指示燈熄滅需要4548s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電能、電流、電阻、功率的計(jì)算，解決本題的關(guān)鍵點(diǎn)是讀懂銘牌信息，從中找到需要的物理量，考查了學(xué)生的綜合能力，值得推薦．