Question

【題目】小明家購置了一臺電熱飲水機，其銘牌如表所示。當瓶膽內水的溫度被加熱到100℃時，停止加熱而進入保溫狀態；當膽內水的溫度降到60℃時，重新啟動加熱。

額定頻率	50HZ	水桶容量	20L
加熱功率	440W	內膽最大容積	1L
額定電壓	220V	保溫功率	40W

（1）電熱飲水機在使用時，應選用_____孔插座。為了減少插頭插拔的次數，再給插座安裝一個開關，如圖所示為家庭電路常用的兩種墻壁開關，其按鈕可繞面板內某轉軸轉動。按動開關乙所用的力較小，這是因為按動這種開關時_____較大。

（2）將內膽的水從20℃加熱到100℃，用時14min，則水吸收的熱量為_____J，該飲水機加熱狀態時的效率為_____%．[c水＝4.2×103J/（kg℃）]

（3）若測得飲水機在4h內消耗電能0.56kWh，則加熱時間為_____h。

Answer 1

【答案】三 動力臂 3.36×105 90.9 1

【解析】

（1）為了防止電熱飲水機的金屬外殼因漏電而發生觸電事故，故使用比兩孔插座中多出的一個接地孔的三孔插座；甲乙兩種開關均可在力的作用下繞軸轉動（可看做杠桿），根據杠桿原理可知，在阻力和阻力臂一定時，動力臂越大、動力越小，因乙的動力臂大，所以按動開關乙所用的力較小；

（2）內膽內水的體積：

V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，

由可得，水的質量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，

水吸收的熱量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，

由 可得，飲水機消耗的電能：

W＝P加熱t′＝440W×14×60s＝3.696×105J，

該飲水機加熱狀態時的效率：

（3）已知：t保+t加＝4h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

4h消耗的電能0.56kWh，由可得：

W總＝P加t加+P保t保＝0.56kWh﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

代入數據可得：0.44kW×t加+0.04kW×t保＝0.56kWh﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

聯立①②解得：t加＝1h，t保＝3h。