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    8．小明家新买了一个电水壶，其铭牌如表所示，现在请你与小明一起探究一下“电水壶”消耗功率与哪些因素有关．
    宇宙牌电水壶
    额定电压220V
    工作频率50HZ
    额定功率1000W
    容量4L
    （1）小明在电水壶中加满水后，接通电路，设当时的室温是25℃，气压为一个标准大气压，此时插座中的电压为220V，则将这壶水烧开，水需要吸收多少热量？至少需要加热多少时间？
    （2）小明用手表记录了这次烧开水的时间，发现实际用时25 min．为什么实际加热的时间会变长呢？小明猜想其可能的原因是电水壶的实际功率比额定功率要小，小明为了验证自己的想法，第三天晚上8点左右，小明在爸爸妈妈的配合下，做了一个实验：将家里的其它用电器都关闭，只接入放有水的电水壶，小明在电能表（如图所示）旁边发现在20min内电能表的转盘转过了81转，此时电水壶的实际功率是多少W？
    （3）小明又利用白天和晚上的不同时间段进行实验，发现用这个电水壶烧完全相同的水所需要的时间却不同，即电水壶的实际功率不同．那为什么在白天和晚上，电水壶的实际功率会不相同呢，这个现象又引起了小明探究的兴趣，他猜想：电水壶功率不同主要是因为电水壶两端的电压发生变化的缘故．请你按（2）的情形计算一下当时电水壶两端的实际电压是多少V？（设电水壶在不同的电压下烧开水时，它的电阻可以假定基本不变）
    （4）为什么在晚上的电压会比白天的电压来得低呢？少了的电压又到了什么地方去呢？这个问题非常困扰着小明，于是小明查阅了有关资料，终于明白了是由于输电线较长，输电线有电阻，分走了一部分电压的缘故，现在请你计算一下该电路中输电线上损失的电压是多少V？输电线上损耗的功率是多少W？（设该电路上只有电水壶一个用电器）

    分析 （1）在电水壶中加满水后水的体积和水壶的容积相等，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出水的质量，一个标准大气压下水的沸点是100℃，根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量，再根据Q吸=W=Pt求出加热的最少时间；
    （2）从电能表的铭牌上可以看出每消耗1kW•h的电能，电能表的表盘转动300圈，可求转动81圈消耗的电能，根据公式P=$\frac{W}{t}$求出电水壶的实际功率；
    （3）知道电热水壶的额定功率和额定电压，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电阻，再根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出当时电水壶两端的实际电压；
    （4）输电导线的电阻与电热壶电阻串联，根据串联电路的电压特点求出输电线分得的电压，根据串联电路电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=UI求出输电线上损耗的功率．

    解答 解：（1）在电水壶中加满水后水的体积：
    V=4L=4dm3=4×10-3m3，
    由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
    m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg，
    一个标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
    Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃-25℃）=1.26×106J，
    由Q吸=W=Pt可得，加热的最少时间：
    t′=$\frac{W}{P}$=$\frac{{Q}_{吸}}{P}$=$\frac{1.26×1{0}^{6}J}{1000W}$=1260s=21min；
    （2）电能表表盘转动81圈消耗的电能：
    W′=$\frac{81}{300}$kW•h=0.27kW•h，
    电水壶的实际功率：
    P实=$\frac{W′}{t″}$=$\frac{0.27kW•h}{\frac{20}{60}h}$=0.81kW=810W；
    （3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电热水壶的电阻：
    R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
    当时电水壶两端的实际电压：
    U实=$\sqrt{{P}_{实}R}$=$\sqrt{810W×48.4Ω}$=198V；
    （4）由题意可知，输电导线的电阻与电热壶电阻串联，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，输电线分得的电压：
    U线=U-U实=220V-198V=22V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{{U}_{实}}{R}$=$\frac{198V}{48.4Ω}$=$\frac{45}{11}$A，
    输电线上损耗的功率：
    P线=U线I=22V×$\frac{45}{11}$A=90W．
    答：（1）水需要吸收的热量为1.26×106J，至少需要加热21min；
    （2）此时电水壶的实际功率是810W；
    （3）当时电水壶两端的实际电压是198V；
    （4）该电路中输电线上损失的电压是22V，输电线上损耗的功率是90W．

    点评 本题考查了密度公式、吸热公式、电功率公式、串联电路的特点和欧姆定律的综合应用，要注意电能表参数含义的理解和知道一个标准大气压下水的沸点是100℃．

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    牌型号屏幕尺寸电源功率待机功率
    创维32L05HR32英寸90W0.5W
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    （3）与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，那么这个LED灯与44W白炽灯的亮度相当．

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