Question

（2011?貴陽）如圖所示，是小彤家的部分電路，她關(guān)閉了家中其他用電器，將一個裝滿水的電熱水壺的三腳插頭插入插座，測得燒開一壺水的時間是5min，消耗的電能是3×10⁵J．已知電熱水壺發(fā)熱電阻絲的阻值為40Ω．
（1）導(dǎo)線E通過插孔與電熱水壺的什么部分相連？其目的是什么？
（2）此時火線與零線間的實際電壓為多少？
（3）接著她閉合開關(guān)S，使一只標(biāo)有“220V 100W”的白熾燈泡L發(fā)光，此時燈泡的實際電功率為多少？（不考慮溫度對電阻的影響，計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)安全用電的原則可知電熱水壺的金屬外殼要與地線相連，以防止漏電造成觸電事故；
（2）知道電熱水壺的電阻值、加熱時間和在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，利用Q=W=

U2

R

t求電熱壺兩端的電壓；
（3）根據(jù)燈的銘牌可以求燈絲電阻，又求出了實際電壓，利用電功率的公式求燈的實際電功率．

解答：解：（1）導(dǎo)線E與電熱水壺的金屬外殼相連接．         
目的是防止發(fā)生漏電時，金屬外殼帶電，人接觸它有觸電危險．
（2）∵電熱水壺的電阻絲產(chǎn)生的熱量Q=W=

U2

R

t，
∴電熱壺兩端的電壓：
 U=

QR t

=

3×105J×40Ω 300s

=200V，
∴火線與零線間的實際電壓為200V；
答：此時火線與零線間的實際電壓為200V．
（3）由燈的銘牌可求燈絲電阻：
 R_L=

U 2 額

P額

=

(220V)2

100W

=484Ω，
燈的實際功率：
 P_L=

U2

RL

=

(200V)2

484Ω

≈82.6W．
答：此時燈泡的實際電功率約為82.6W．

點評：本題考查了電功的計算、電熱的計算、電功率的計算，涉及到燈銘牌的利用和安全用電常識，知識點多，屬于難題．