Question

小明同学在学习电学知识后，观察到他家电能表上标有“220V 10（20）A”字样，同时他将家中主要用电器统计如下：（额定电压均为220V）

（1）为了安全，这些用电器________（选填“能”或“不能”）同时长期使用．
（2）小明测得用电热水壶将初温为20℃、体积为1.7L的水烧开需要6min，计算该电热水壶的效率是多少？（气压为1标准大气压下，电路电压为220V）
（3）你猜想用电高峰期时烧水，该热水器的效率会怎样变化？理由是什么？

Answer 1

解：（1）由电能表的型号知，此电能表允许接的总功率为：P_总=UI=220V×10A=2200W
用电器都工作时的功率为：P′=164W+1800W+150W+1200W=3314W＞2200W
所以这些用电器不能同时长期使用．
故答案为：不能．
（2）电热水壶消耗的电能为：Q_总=Pt=1800W×6×60s=6.48×10⁵J
水有效吸收的热量为：Q_有用=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×10³kg/m³×1.7×10^-3m³×（100℃-20℃）=5.712×10⁵J
η=
答：该电热水壶的效率为88%．
（3）在烧水时，用的时间越长，损失的热量越多，电热壶的效率越低．
答：用电高峰期时该热水器的效率会变低．用电高峰期时电路两端的电压会变低，使电热水器的实际功率变小，同样烧开一壶水的时间变长，增加了热水向空气中的热量损失，在有用热量不变的前提下，损失的热量越多，热水器的效率越低．
分析：家庭电路中各用电器是并联的，并联的用电器越多，总功率越大．此题中效率为水吸收的热量与消耗的电能之比．损耗的热量主要是向外散失的热量．
点评：此题主要考查了电能表的使用，考查了有关热量、电功、效率的计算问题．将所学知识与生活想联系．