Question

小剛同學家有一臺電熱水器，銘牌如下表所示．

小天鵝“藍金剛”XCD-50B型全自動電熱水器
額定功率（kW）	2	加熱方式	電加熱器
額定電壓（V）	220	類別	防觸電保護一類
溫度設定范圍（℃）	20～90	凈重（kg）	20
容量（L）	50	整機外形尺寸（mm）	530×Ф400
出廠時間	2005年3月2日

根據銘牌所提供的信息，求：
（1）該電熱水器電熱絲正常工作時的電阻是多大？
（2）若夏天用電高峰時家庭電路的實際電壓只有198V，不考慮電熱絲電阻隨溫度的變化，則電熱水器工作的實際功率為多少？
（3）若將熱水器儲水桶裝滿初溫為20℃的水，電熱水器在額定電壓下工作，其效率為80%，水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃），則要把這些水加熱到洗澡所需的40℃要用多長時間？
（4）假設洗澡一次恰好用完一桶水，按照（3）問的結果和資陽市目前執行的民用電價A₀=0.50元/（kW?h），則洗一次澡所花費的人民幣是多少？

Answer 1

解：（1）電熱絲正常工作時的電阻：
R===24.2Ω；
（2）當實際電壓U=198V時，不考慮電熱絲電阻的變化，實際功率：
P_實==1620W；
（3）熱水器儲水桶裝滿時水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg．
由題意，因為：Q=η?W，W=P?t，Q=cm?△t，
所以：t===2625s；
（4）設所花費的人民幣為A，
則：A=A₀×W=A₀×Pt=0.5元/（kW?h）×≈0.73元．
答：（1）該電熱水器電熱絲正常工作時的電阻為24.2Ω；
（2）若夏天用電高峰時家庭電路的實際電壓只有198V時電熱水器工作的實際功率為1620W；
（3）把這些水加熱到洗澡所需的40℃要用2625s的時間；
（4）洗澡一次恰好用完一桶水所花費的人民幣約為0.73元．
分析：（1）已知熱水器的額定電壓和額定功率，根據R=即可求出電熱絲的電阻；
（2）已知電熱絲的電阻和熱水器的實際電壓，根據P=即可求出電熱水器的實際功率；
（3）先根據m=ρV求出熱水器儲水桶裝滿時水的質量，再根據Q=cm△t求出水吸收的熱量，利用效率求出電熱水器在額定電壓下工作時產生的熱量，最后根據W=Pt求出加熱時間；
（4）先根據W=Pt求出洗澡一次恰好用完一桶水時消耗的電能，進一步根據民用電價求出洗一次澡所花費的人民幣．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題．與生活相連，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節能環保的意識．計算時注意單位的統一．