Question

隨著生活水平的提高，很多家庭都使用了電熱水器（如圖所示）．下表是某品牌家用電熱水器的主要參數．

安裝方式	加熱方式	容量	內膽材質	水溫調節(jié)	額定功率	電源性能	產品重量
掛式	金圭特護加熱棒	60L	金圭特護內膽	（35-75）±5℃	3000W	220V 50Hz	24kg

（1 ）求該熱水器正常工作時的電流；從安全方面考慮，電熱水器的插座應選用兩孔插座還是三孔插座？
（2 ）求裝滿水的該熱水器正常工作時，水溫升高50℃所用的時間．不計熱量損失．

Answer 1

【答案】分析：（1）由熱水器的銘牌可知額定功率和工作電壓，根據I=求出熱水器的工作電流；電熱水器帶有金屬外殼，要使用三孔插座；
（2）先根據m=ρV求出熱水器裝滿水時水的質量，接著根據Q_吸=cm△t求出水溫升高50℃所吸收的熱量，不計熱量損失，水吸收的熱量就等于熱水器消耗的電能，利用t求出加熱的時間．
解答：解：（1）熱水器正常工作時，P=3000W，U=220V，則
熱水器的工作電流I==≈13.6A；
因為熱水器有金屬外殼，為了防止觸電應選用三孔插座；
（2）60L水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×60×10^-3m³=60kg；
水溫升高50℃所吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×60kg×50℃=1.26×10⁷J；
∵不計熱量損失，消耗的電能等于水吸收的熱量，即W=Q_吸，
∴水溫升高50℃所用的加熱時間：
t===4.2×10³s．
答：（1）熱水器正常工作時的電流是13.6A，電熱水器應使用三孔插座；
（2）裝滿水的該熱水器正常工作時，水溫升高50℃所用的時間4.2×10³s．
點評：本題是一道電功與熱量的綜合計算題，涉及到了電功率公式、密度公式、吸熱公式、電功公式的靈活運用，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節(jié)能環(huán)保的意識，計算時注意單位的統(tǒng)一．