Question

隨著生活水平的提高家用電器逐漸普及，電熱壺（如圖）已進(jìn)入千家萬(wàn)戶，為什么家庭使用電熱壺的數(shù)量會(huì)越來(lái)越多呢？帶著這個(gè)問(wèn)題，課外興趣小組利用五一節(jié)假日進(jìn)行了家庭調(diào)查，以下是兩位同學(xué)的調(diào)查結(jié)果．

表1　小明同學(xué)對(duì)家庭開(kāi)水需求情況調(diào)查表

家庭人口情況	3人	家庭每天所需開(kāi)水質(zhì)量	9kg
獲得開(kāi)水的渠道	1．電熱壺（√）　 2．燃?xì)鉄�開(kāi)水 　3．其他
當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格	電價(jià)：0.50元/kW?h		燃?xì)猓?.50元/m3
電熱壺規(guī)格	額定電壓220V　 額定功率1000W		燒一壺開(kāi)水所用時(shí)間17.5min
	容量3kg

表2小紅同學(xué)對(duì)家庭開(kāi)水需求情況調(diào)查表

家庭人口情況	4人	家庭每天所需開(kāi)水質(zhì)量	10kg
獲得開(kāi)水的渠道	1．電熱壺　 2．燃?xì)鉄�開(kāi)水（√）　 3．其他
當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格	電價(jià)：0.50元/kW?h		燃?xì)猓?.50元/m3
使用燃?xì)鉄�開(kāi)水的調(diào)查情況
水壺容量為3kg	燒一壺開(kāi)水所用燃?xì)饬繛?.04m2

求：
（1）電熱壺正常工作時(shí)電阻是多少？
（2）從理論上計(jì)算，小明家用電熱壺?zé)�開(kāi)一壺水需多長(zhǎng)時(shí)間（設(shè)水的初溫為20℃，大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）？與實(shí)際有無(wú)差別，簡(jiǎn)要說(shuō)明原因．
（3）分析兩人調(diào)查結(jié)果，結(jié)合實(shí)際說(shuō)明使用哪種方法燒水更好一些（從經(jīng)濟(jì)角度考慮）？

Answer 1

解：（1）由表1可知，電熱壺正常工作時(shí)的功率為1000W，電壓為220V，
根據(jù)P=可得，電熱水壺的電阻：
R===48.4Ω；
（2）燒開(kāi)一壺水所吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（100℃-20℃）
=1.008×10⁶J
∵W=Q=Pt
∴加熱時(shí)間：
t===1008s=16.8min＜17.5min
原因：電流做功消耗的電能不能全部被水吸收，有一部分被壺吸收、有一部分熱散失到空氣中；
（3）用電熱壺?zé)�開(kāi)一壺水消耗的電能：
W=Pt=1kW×17.5×h≈0.3kW?h，
所用的資金：
0.50元×0.3=0.15元，
用燃?xì)鉄�開(kāi)一壺水所用的資金：
4.50元×0.04=0.18元，
由此可見(jiàn)，用電熱壺?zé)�開(kāi)一壺水比用燃?xì)鉄�開(kāi)一壺水經(jīng)濟(jì)．
答：（1）電熱壺正常工作時(shí)電阻是48.4Ω；
（2）從理論上計(jì)算，小明家用電熱壺?zé)�開(kāi)一壺水需要16.8min，與實(shí)際有差別，原因是電流做功消耗的電能不能全部被水吸收，有一部分被壺吸收、有一部分熱散失到空氣中；
（3）用電熱水壺?zé)�水更省錢(qián)．
分析：（1）由表1可知，電熱水壺正常工作時(shí)的功率和電壓，根據(jù)P=求出電阻；
（2）知道水的質(zhì)量和水的初溫、末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量，根據(jù)W=Q=Pt求加熱時(shí)間；和調(diào)查時(shí)間比較，并分析有差別的原因（有熱損失）；
（3）通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算用電熱壺加熱一壺水消耗的電能、需要的費(fèi)用（資金），用燃燒煤氣加熱需要的資金，進(jìn)行比較，得出哪一種更經(jīng)濟(jì)．
點(diǎn)評(píng)：家用電器越來(lái)越多，其原因就是因?yàn)楸容^經(jīng)濟(jì)，如：電飯鍋、電磁爐、電餅鐺、微波爐等；中考中家用電器的使用也是一個(gè)熱點(diǎn)．故在生活中要注意積累相關(guān)知識(shí)．