Question

【題目】小明家電能表如圖甲，

（1）他家新買了一臺電磁爐，銘牌如圖乙，

①家中原有用電器總功率是2kw，請計算說明家中電路是否能讓電磁爐和原有用電器同時工作？

②他想到電磁爐待機時也會耗電，于是斷開其余用電器的開關，只讓電磁爐處于待機狀態，電能表的鋁盤在20min內轉3轉，則電磁爐的待機功率是多少？

③水壺中裝有質量1kg的20℃的水，用電磁爐將水加熱到100℃沸騰，電磁爐的效率為70%，需要消耗多少電能？[c水=4.2×103J/（ kg℃）]

（2）近年來有許多重大火災都是因線路連接處接觸不良造成的，當線路連接處接觸不良時，與連接完好處相比，該處的阻值將增大．請你解釋線路接觸不良容易引起火災的原因．

Answer 1

【答案】（1）①可以；②3W；③4.8×105J；（2）根據焦耳定律Q=I2Rt，電流相同時，電阻越大，產生的熱量越多，所以線路接觸不良容易引起火災．

【解析】解答：(1)①電能表的負載功率為：P＝UI＝220V×20A＝4400W接入電磁爐后總功率P′＝2000W+2100W＝4100W 因為4100W<4400W，所以可以使用這臺電磁爐；

②待機時消耗的電能為：W＝＝0.001kWh則待機功率為：

P＝Wt＝＝0.003kW＝3W，③水吸收的熱量為：Q＝c水m△t＝4.2×103J/(kg℃)×1kg×(100℃20℃)＝3.36×105J，由η＝可得消耗的電能為：W＝＝＝4.8×105J(2)電路連接處與原來相比,由于接觸不好,電流通過時受到的阻礙作用增大,因此電阻增大;連接處相對于其他地方電阻增大,根據焦耳定律Q＝I2Rt，在電流相同、時間相同的情況下產生了更多的熱量，因此導致局部溫度升高，而金屬導線的電阻隨溫度的升高而增大，電阻增大，產生的熱量更多，溫度升得更高，以致惡性循環引發火災。