电热水器计算专题分解

2.一台家用电热水器的铭牌如下图所示 型号 THP2—12D 容量 2008 12L
类别 出厂时间
净重 3 25 编号
22Kg 2002031000
额定功率 2KW 额定电压 220V
①为安全起见, 电热水器应该使用三脚插头和三孔插做, 请你说明 原因.②该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大? ③将该电热水器装满水加热,使水温由200C升高到600C, 水需要吸 收多少热量? ④若该电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收 则 ③问中的加热过程需要多少时间? （要有公式和计算过程） 解: ② ③ ① 把电加热器的金属外壳接地，避免触电事故
3. 家庭中常用电热水壶烧水,就它具有方便 环保的优点, 下表 是小红同学收集到的烧开一壶水的有关数据, 请按要求作答. （设电阻值不变 计算结果保留小数后面两位） 水的质量 0.5 Kg 额定电压 220V
水的初温 水的比热容 大气压
200C 4.2×103 一个标准大气压
额定功率 440W 实际电压 200V 实际加热时间 9min
Q吸 cm(t t0 ) Q放 Pt时
cm(t t0 ) 4.2 103 80 （54 - 30 ）J t时 5760s 1.6h P 70% 2000 W
④
洁净，卫生，环保或对环境污染少，
w pt 0.3 KW h 24h 7.2 KW h
7. 学习了电学和热学知识后, 小名在学校食堂里通过实验和咨询得 到以下数据: 加热途径 电热壶 煤气灶 水的质量 10 Kg 10 Kg 初温 20 0C 20 0C 末温 100 0C 100 0C 所耗能量的费用 0.7元电费 0.28元煤气
3.36106 J Q放 1.68107 J 20% Q吸
7 Q放 1.6810 J m 0.49Kg 7 q 3.4 10 J / Kg
应付煤气费：0.49Kg×0.4元/Kg=0.196元
8. 有一种太阳能、电能两用热水气， 它接收太阳能的真空镀膜管 的总有效面积为2m2，能将接收的太阳能的60%转化水的内能没， 它的电热水气铭牌见下表： 型号
额定电压 频率
EWH－80B 220V 50 Hz
额定功率
2000W
水箱容积 外行尺寸
80L
Leabharlann Baidu842×463×415
① 请你观察铭牌上的数据， 计算出两过相关的物理量。 ② 晴天时， 用太阳能加热， 每年6月份，武汉地区向着阳光的地 方平均1m2的面积在1h内得到的太阳能辐射为8.4×105J，如果每 天接收的太阳能的时间以8h计算， 可以将80L初温为30 0C的水加 热到多少0C？ Pe 2000 W U 2 e (220 V )2 Ie 9.1A R 24 . 2 Ue 220 V 解: ① P 2000 W
4.62106 J
② ③
水箱容积
50L
Q放 W Pt 1000 W 81 60S 4.86106 J
没有违背能量守恒，Q放=Q吸+Q损，所以有热量损失。
（4）傍晚用电高峰是时,
达到上述加热效果实际通电100min, 则 该电路的实际电压多大?（假定热效率不变） ④
U s Q放 ts R
②
Q Cm（t t0 ) 4.2 103 2 (100 20) J 6.72105 J
③在额定电压下,要放出这些热量, 电热水壶工作的时间,（不计 热量损失） ④如果在用电高峰时间内电热水壶烧水,电压只有200V左右,这时 电热水壶发热时的功率大约是多大? ⑤小红在使用该电热水壶烧满壶水时用14min求该热水壶的效率 是多少? 2.0L 电热水壶容量 5 ③ t Q 6.7210 J 840s 14 min 220V 额定功率 P 800 W ④
型号
类别 出厂时间
THP2—12D
容量 12L
净重 22Kg
额定功率 2KW
额定电压 220V
2008
3 25
编号 2002031000
解： ④ Q吸 Q放
Q放 Q吸
6
Pt cm(t t0 )
80% 2000Wt 2.016 10 J
1260s 21 min
V) ② R U e (220 110 Pe 440 W
Us 200V 1.82A R 110
2
Pe 440 W Ie 2A U e 220 V
Is
U 2 e (200 V )2 Ps 363.6W R 110
U 2s (200 V )2 Q W t 9 60S 1.96105 J R 110
①如果使用煤炉做同样的实验, 已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为 3.4×107J/ Kg假设煤炉的热能利用率为20%, 煤气的价格是0.4元 /Kg, 则需花费多少钱? ②如果学校可以同时提供电、煤气和煤, 从经济和环境等角度综合 分析，你会建议学校食堂使用哪种燃料？请说明理由。
解: ①
Q吸 Cm（t t0 ) 4.2 103 10 (100 20) J 3.36106 J
①烧开这壶水至少需吸收多少热量? ②用所学知识计算出与本题相关的电学方面的物理量, 要求写出 简要的文字说明 计算过程和结果. ③小红同学通过计算 分析发现, 烧开一壶水实际加热时间大于 理论计算时间, 你认为产生这种现象的原因是什么?请简要分析.
解:
①
Q Cm（t t0 ) 4.2 103 0.5 (100 20) J 1.68105 J
2
频率 输入功率 水箱容积
50Hz 1000W 50L
U 2 e (220 V )2 R 48.4 Pe 1000 W
Us
2
Q放 R 4.86106 J 48.4 81 484 t 100 60S
U s 198 V
5.下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和铭牌. 使用时水箱中的 水滴入被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽 额定电压 额定功率 额定频率 底板面积 220V 1000W 50Hz 160cm2 功能 质量 放置方式 汽烫 干烫 1.3Kg 自立式
①某师傅在用熨斗干烫衣服时,用了19N向下的力压熨斗, 在此过程 中, 衣服受到的压强是大? ②用熨斗汽烫时先预热, 使金属板的温度从200C升高到2200C, 温控 开关自动打开.已知底板的质量为1Kg, 铁的比热容为0.46×103J/（ Kg.0C）问蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量?
解:
①
G mg 1.3Kg 10N / Kg 13N
F F1 G P S S 19N 13N 3 2 10 Pa 3 3 160 10 m
②
Q吸 Cm（t t0 ) 0.46103 1 (220 20) J 9.2 104 J
③汽烫时, 水滴汽室, 由于水升温汽化带走热量. 当底板温度降到 1900C时, 温控开关自动闭合, 当加热到2200C又断开, 如此反复. 若 蒸汽电熨斗大体按下图所示程序工作, 10min烫一件衣服共消耗多 少电能?
e
②
m v 10 Kg / m 8010 m 80Kg
3 3 3 3
cm(t t0 ) t时 sW0
4.2 103 80(t 30) J 60% 5 8 2 8.4 10 J
t=540C
③ 如果遇到雨天用电能加热， 电加热器放出热量的70%被水吸 收， 在额定电压下工作时， 将上述同质量、初温的水加热到同 样的温度需多长时间？ ④ 结合本题， 请你谈谈使用太阳能热水器的优缺点（答一点即 可） ③
U 2e (220V )2 R 24.2 Pe 2000W
Q Cm（t t0 ) 4.2 103 12 (60 20) J 2.016106 J
m V 12103 103 Kg 12Kg
④若该电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收 则 ③问加热的过程中需要多少时间? （要有公式和计算过程）
额定制热功率 300W >900C 3L/h 制热水能力
请根据表中参数回答下列问题（计算结果可取一位小数） ①当该饮水机按额定制热功率制热时, 通过制热电阻的电流是多少? ②该饮水机制热电阻的阻值是多少? ③表中“耗电量0.6KW h/24h”指的是该饮水机按额定制热功率工作 24h消耗的电能吗?为什么?（请通过计算说明）
1.某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据, 请计算:
①该电热水壶的中水的质量
②当电热水壶装满水后,从 200C加热到1000C,水吸 收的热量;
电热水壶容量 额定功率 加热时功率 质量
2.0L 220V 800W 4Kg
③在额定电压下,要放出这些热量, 电热水壶工作的时间,（不计 热量损失） ④如果在用电高峰时间内电热水壶烧水,电压只有200V左 右,这时电热水壶发热时的功率大约是多大? ⑤小红在使用该电热水壶烧满壶水时用14min求该热水壶的效 率是多少? 3 3 3 3 解： ① m v 10 Kg / m 2 10 m 2Kg
加热 断开 加热 断开 加热 断开 加热 断开 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 （s） （s） （s） （s） （s） （s） （s） （s）
10
③
20
10
20
10
20
10
20
w pt 10s 5 1000 W 10 60s 2 10 J 10s 20s
6. 小名家饮水机铭牌上的技术参数下表: 额定电压 频率 220V 50Hz 3A 250V 熔断器规格 使用环境温度 100C～380C 22×19×26 外形尺寸 0.6KW h/24h 耗电量
U e (220 V )2 R 60.5 Pe 800 W
加热时功率 质量
800W 4Kg
Ue (200 V )2 Ps 661 W R 60.5
2
⑤
Q吸 cm(t t0 ) 6.72105 J 12.1% Q放 pt时 661 W 14 60S
③
Q吸 =Q放 =Pt 知：
水吸收热量一定，实际电压小于额定电压，实际功 率小于额定功率，所以实际加热时间较长。
4. 小周家新买的电热淋浴器的铭牌如下表所示, 小王按说明要求给 淋浴器装满水, 通电81min观察到淋浴器上温度计示由230C上升到 450C, 求: （1）在加热过程中, 水箱中水吸收的热量是多少J? （2）电热淋浴器加热过程中消耗的电能是多少? （3）比较（1）（2）两问计算结果, 你认为违背能量守恒吗?为什 么? （4）傍晚用电高峰是时, 达到上述加热效果实际通电100min, 则该 电路的实际电压多大?（假定热效率不变） 220V 额定电压 解: ① 50Hz 频率 Q吸 Cm（t t0 ) 4.2 103 50 (45 23) J 输入功率 1000W
解:
① ②
P 300 W e Ie 1.36A Ue 220 V
U 2e (220 V )2 R 161.3 P 300 W e
③表中“耗电量0.6KW h/24h”指的是该饮水机按额定 制热功率工作24h消耗的电能吗?为什么?（请通过计 算说明）
③
不是：因为电熨斗间歇（间断）工作