电热水器（2000w）把50kg水从30度加热到60度大约需要多长时间

（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J∕（kg•℃）×5kg×（40℃-20℃）
=4.2×10⁵J；
（2）电热水器消耗的电能：
W=Pt=1000W×1200s=1.2×10⁶J；
（3）电热水器加热时的热效率：
η=
Q吸
W×100%=
4.2×105J
1.2×106J×100%=35%．
答：（1）水吸收的热量为4.2×10⁵J；
（2）电热水器消耗的电能为1.2×10⁶J；
（3）电热水器加热时的热效率为35%．

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到吸热公式和电功公式、效率公式的应用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等．

（1）热水器正常工作时通过它的电流：
I=[P/U]=[660W/220V]=3A；
（2）热水器正常工作50s产生的热量：
Q=Pt=660W×50s=33000J．
答：（1）热水器正常工作时通过它的电流为3A；
（2）热水器正常工作50s产生的热量为33000J．

点评：
本题考点： 欧姆定律的应用；电功率的计算；焦耳定律．

考点点评： 本题考查了电功率公式和焦耳定律公式的灵活应用，关键是理解和掌握铭牌参数的含义．

（1）水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×20×10^-3m³=20kg，
水吸收的热量：
Q=cm△t=4200J/（kg•℃）×20kg×10℃=8.4×10⁵J；
（2）高档功率是2200W，电路中的电流：
I₁=
P1
U=[2200W/220V]=10A；
（3）R₁阻值：
R₁=
U2
P1=
(220V)2
2200W=22Ω，
与2接通是低温档，两电阻串联，由低温档功率1210W，
总电阻：
R=
U2
P2=
(220V)2
1210W=40Ω，
R₂的阻值：
R₂=R-R₁=40Ω-22Ω=18Ω，
电路中电流：
I₂=
P2
U=[1210W/220V]=5.5A，
R₂在5min内消耗的电能：
W=
I22R₂t=（5.5A）²×18Ω×5×60S=163350J．
答：（1）把一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量是8.4×10⁵J；
（2）当热水器在高档正常工作时，电路中的电流是10A；
（3）当热水器在低档正常工作时，电热管R₂在5min内消耗的电能是163350J．

点评：
本题考点： 热量的计算；电功的计算；电功率与电压、电流的关系．

考点点评： 这是一道电热综合题，热量的计算直接利用Q=cm△t求出比较简单；在电学计算中，因为开关的转换，电路的状态在变化，运用公式时要注意公式中的各量必须是同段电路、同一时刻的量．

因为15min=900s，电热水器15min内消耗的电能为

W=2001.0−2000.5kW⋅h=0.5kW⋅h=0.5×3.6×106J=1.8×106J，

所以电热水器的功率P=W/t=1.8×106J/900s=2000W。

2000

∵P=[W/t]，P=P_额=2000W=2kW，t=10min=[1/6]h，
∴该热水器在额定电压下工作10min将消耗电能为：
W=Pt=2kW×[1/6]h≈0.33kW•h．
电热水器工作时，把电能转化成热能．
故答案为；0.33；电．

点评：
本题考点： 电功的计算；能量转化的现象．

考点点评： 本题考查了电流做功公式的简单计算，关键知道用电器的铭牌参数的含义．电流通过用电器后，可以转化为其他形式的能量，本题还考查学生对电流做功本质的理解，平时要多观察、多思考．

∵ρ=[m/V]，
∴水的质量m=ρV=1×10³kg/m³×1.8×10^-3m³=1.8kg；
由热水器铭牌可知，其额定电压是220V，额定功率是1100W，
则它正常工作时的电压等于其额定电压220V，
∵P=UI，∴正常工作时的电流I=[P/U]=[1100W/220V]=5A；
∵P=[W/t]，∴消耗0.2度电需要的时间t=[W/P]=[0.2kW•h/1.1kW]=[2/11]h≈10.9min；
转化的内能E=W=0.2kW•h=0.2×3.6××10⁶J=7.2×10⁵J；
故答案为：1.8；220；5；10.9；7.2×10⁵．

点评：
本题考点： 密度公式的应用；电功率与电压、电流的关系．

考点点评： 本题考查了求水的质量、正常工作时的电压、电流、工作时间等问题，知道热水器铭牌的含义、应用密度公式、功率公式即可正确解题．

家庭电路电压为220V，110V电压为家庭电路电压的一半，
电热水器阻值R一定，由P=
U2
R可知，电压变为原来的一半时，电热水器实际功率变为原来的四分之一，
即P_实=[1/4]P_额，
烧开同一壶水产生的热量Q相等，
∵Q=W=Pt，
∴时间：[t′/t]=

Q
P实

Q
P额=
P额
P实=[4/1]，
则t′=4t=4×6min=24min；
故选D．

点评：
本题考点： 焦耳定律的计算公式及其应用．

考点点评： 知道烧开同一壶水，水吸收的热量相等，应用电功率公式、电功公式即可正确解题．

A、电热水器的主要部件是电热丝，而电铃的主要部件是电磁铁，故该选项错误；
B、换气扇和洗衣机的主要部件都是电动机，故该选项正确；
C、磁卡是利用磁性材料，而VCD播放用的光盘没有用到磁性材料，故该选项错误；
D、直流电动机中的换向器的作用是：线圈平面刚转到与磁感线垂直的位置时就自动改变线圈中的电流方向，故该选项错误．
故选B．

点评：
本题考点： 直流电动机的构造和工作过程；磁性材料；电磁铁的其他应用．

考点点评： 知道电磁铁、电动机、换向器的应用和作用，并熟悉生活中常见的磁性材料和非磁性材料是解决该题的关键．

在搓手时，即手克服摩擦力做功，使得受的内能增加，温度升高，故是利用做功改变物体的内能；使电热水器加热时，电热水器所产生的热量直接传递给水，故是热传递改变物体的内能；同时，在上述过程中，该电阻上的电流产...

点评：
本题考点： 做功改变物体内能；热传递改变物体内能．

考点点评： 此类题目考查了改变物体内能的两种方式及学生对焦耳定律的了解和掌握，在计算时，代入数值时注意不要只平方单位、不平方数字，像这样代入数值（Q=I2Rt=2A2×100Ω×100s）就是错的．

水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×60℃=2.016×10⁷J；
热水器10h产生的热量：
Q=
Q吸
η=
2.016×107J
90%=2.24×10⁷J；
电热水器的功率：
P=[W/t]=[Q/t]=
2.24×107J
10×3600s≈622W．
答：这个热水器相当于效率是90%的功率约为622W的电热水器．

点评：
本题考点： 热量的计算；电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查了热量和电功率的计算，关键是根据题意得出电热水器工作的时间即10h，计算过程要注意单位的统一．

A、电热水器的主要部件是电热丝，而电铃的主要部件是电磁铁，故该选项错误；
B、换气扇和洗衣机的主要部件都是电动机，故该选项正确；
C、磁卡是利用磁性材料，而VC4播放用的光盘没有用到磁性材料，故该选项错误；
4、直流电动机中的换向器的作用是：线圈平面刚转到与磁感线垂直的位置时就自动改变线圈中的电流方向，故该选项错误．
故选B．

点评：
本题考点： 直流电动机的构造和工作过程；磁性材料；电磁铁的其他应用．

考点点评： 知道电磁铁、电动机、换向器的应用和作用，并熟悉生活中常见的磁性材料和非磁性材料是解决该题的关键．

（1）装满水后水的体积：
V=2L=2×10^-3m³，
根据ρ=[m/V]可得，装满水后水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=2kg；
（2）装满水后水深：
h=16cm=0.16m，
水对电热水壶底部的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.16m=1.6×10³Pa，
水对电热水壶底部的压力：
F=pS=1.6×10³Pa×2.5×10^-2m²=40N；
答：（1）装满水后水的质量为2kg；
（2）装满水后水对电热水壶底部的压强为1.6×10³Pa；压力为40N．

点评：
本题考点： 密度公式的应用；压力及重力与压力的区别；液体压强计算公式的应用．

考点点评： 本题考查质量、液体压强、压力、压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力．

（1）该电热水器正常工作时的电流I=[P/U]=[1500W/220V]≈6.82A；
（2）该电热水器正常工作1小时所消耗的电能W=Pt=1.5kW×1h=1.5kW•h；
（3）把这些水从20℃加热到50℃吸收的热量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×（50℃-20℃）=5.04×10⁶J．
答：（1）该电热水器正常工作时的电流为6.82A．
（2）该电热水器正常工作1小时所消耗的电能为1.5kW•h；
（3）把这些水从20℃加热到50℃吸收的热量为5.04×10⁶J．

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查电流、消耗电能、吸收热量等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会从题目所给信息中找到有用的数据，解题过程中要注意单位的换算．

（1）热水器消耗的电能W=[200r/1800r/kW•h]=[1/9]kW•h×3.6×10⁶J/kW•h=4×10⁵J，
热水器的实际功率P=[W/t]=
4×105J
400s=1000W；
（2）热水器电热丝的电阻值为R=
U额2
P额=
(220V)2
1210W=40Ω；
通过热水器的电流I=

P
R=

1000W
40Ω=5A；
（3）电路的总电阻为R_总=[U/I]=[220V/5A]=44Ω；
输电线的电阻为R_线=R_总-R=44Ω-40Ω=4Ω，
供电站到小明家的距离s=[4Ω/5Ω/km×2]=0.4km=400m；
答：（1）热水器的实际功率是1000W；
（2）通过热水器的电流是5A；
（3）供电站距小明家400m．

点评：
本题考点： 电功率的计算；欧姆定律的应用．

考点点评： 此类问题结合实际生活中的热水器考查了欧姆定律和电功率公式理解应用，要会对公式进行灵活变形，注意单位换算问题．

（1）热水器的金属外壳必须接地，故选2插座；根据P=
U2
R可知，在电压一定时，电阻越小，功率越大，电路只有接“1”时，电路中电阻最小，故接 1 挡为高温挡；
（2）当S接“1”挡时为高温挡，R₁接入电路，热水器功率为2.2KW，跟据P_高=
U2
R1，
则R₁=
U2
P高 =
(220V)2
2200W=22Ω；
当S接“2”时为中温挡，R₁和R₂串联，热水器的功率为1000W，则：
R_总=R₁+R₂=
U2
P中=
(220V)2
1000W=48.4Ω，
∴R₂=48.4Ω-22Ω=26.4Ω；
（3）∵W=Pt=1000W×45×60s=2.7×10⁶J=0.75kW•h
∴转盘转的转数0.75kW•h×3000R/kW•h=2250转
∵ρ=[m/V]，
∴m=ρV，
∴Q_吸=cm△t=cρv△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1×10³kg/m³×50×10^-3m³×10℃=2.1×10⁶J，
∴η=
Q吸
W×100%=
2.1×106J
2.7×106J×100%≈77.8%．
答：（1）2；1；
（2）R₂的阻值为26.4Ω；
（3）转盘转动2250转；该热水器的效率为77.8%．

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查电功和热量的计算，总体难度不大，但综合性很强，会正确分析利用表中的数据是解决问题的关键．

（1）电热水器的功率在500W～599W之间，
根据R=
U2
P得，电阻在80.6Ω～96.8Ω之间，约为100Ω，
接在1.5V电压下，电流为：I=[U/R]=[1.5V/100Ω]=0.015A<0.02A（电流表分度值），无法用电流表测电流．
只有电压表，采用已知电阻和电热水器串联，两个电压表分别测已知电阻和电热水器电压，求出已知电阻的电流，即电热水器的电流，求出电热水器的电阻，利用公式P_额=
U2
R算出额定功率值．
（2）实验中需要2个电压表、选择C、D．
定值电阻与电热水器的电阻不能相差太大，因为串联电路中，电阻起分担电压的作用，电阻越大，分担的电压越大．较大的电阻两端电压接近1.5V，较小电阻两端电压接近0，无法准确测量电压值，所以定值电阻选择F．
（3）定值电阻与电热水器R_X串联，V₁与电热水器并联，V₂与定值电阻并联，滑动变阻器串联在电路中，开关串联在电路中．如图．

（4）实验中需要记录V₁ 和V₂示数，计算R_X、R_X的平均值和额定功率．设计表格如下．

实验次数 V₁/V V₂ /V R_x /Ω
.
RX/Ω P/W
1
2
3 故答案为：（1）利用给出的实验器材，测出电热水器的电阻值R_X，利用公式P_额=
U2
R算出额定功率值；（2）C、D、F；（3）如电路图；（4）如上表．

点评：
本题考点： 探究用电器的电功率实验；电流表的使用；电压表的使用；滑动变阻器的使用；电功率．

考点点评： （1）被测电阻很大时，用普通的电流表无法直接测量电流，用已知电阻和被测电阻串联，求得已知电阻的电流，即被测电阻的电流．利用串联电路电流相等列等式求解．
（2）设计表格对于学生来讲，有一定难度，设计时从需要测量的物理量和计算得出的物理量方面考虑．

在标准大气压下，水的沸点是100℃，
∵电流做的功等于水吸收的热量，
∴W=Q_吸=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁶J；
∵W=Pt，
∴烧水所需的时间：
t=[W/P]=
3.36×106J
4.2×104J=80s．
答：电流至少要做3.36×10⁶J的功，至少需要80s．

点评：
本题考点： 电功与热量的综合计算．

考点点评： 本题考查了电功率和热量的综合计算，关键是知道电流做的功等于水吸收的热量以及在标准大气压下水的沸点是100℃．

（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（70℃-20℃）=4.2×106J；（2）消耗的电能：W电=2180.2kW•h-2178.2kW•h=2kW•h=7.2×106J，（3）η=Q吸W电=4.2×106J7.2×106J≈58.3%．答：（1）水吸...

点评：
本题考点： 热量的计算；能量利用效率；电能表参数的理解与电能的求法．

考点点评： 本题考查了热量的计算、电能的计算、效率的计算，涉及到电能表的读数，知识点多，要求灵活选用公式计算．