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14 小明家新买了一台电热水器，其说明书上的技术参数如下表所示。请根据该表的数据，求：
(1) 该电热水器正常工作时的电流；(结果保留至小数点后两位)
(2) 该电热水器正常工作2h所消耗的电能。
(1) 该电热水器正常工作时的电流；(结果保留至小数点后两位)
(2) 该电热水器正常工作2h所消耗的电能。
答案
(1) $I=\frac{P}{U}=\frac{1500\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=6.82\ \mathrm{A}$。
(2) $W=Pt=1.5\ \mathrm{kW}×2\ \mathrm{h}=3\ \mathrm{kW·h}$。
(2) $W=Pt=1.5\ \mathrm{kW}×2\ \mathrm{h}=3\ \mathrm{kW·h}$。
解析
【分析】
要解决这两个问题，需明确电热水器正常工作时，其电压和功率均为额定值：
（1）求正常工作电流：根据电功率公式$P=UI$，变形可得电流公式$I=\frac{P}{U}$，代入额定功率和额定电压即可计算；
（2）求消耗的电能：根据电能公式$W=Pt$，需统一功率和时间的单位，将功率换算为$kW$、时间换算为$h$，计算后电能单位为$kW·h$，代入额定功率和工作时间即可。
【解析】
（1）电热水器正常工作时，额定电压$U=220\ \mathrm{V}$，额定功率$P=1500\ \mathrm{W}$。
由$P=UI$得，正常工作电流：
$I=\frac{P}{U}=\frac{1500\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx6.82\ \mathrm{A}$。
（2）电热水器正常工作时间$t=2\ \mathrm{h}$，额定功率$P=1500\ \mathrm{W}=1.5\ \mathrm{kW}$。
消耗的电能：
$W=Pt=1.5\ \mathrm{kW}×2\ \mathrm{h}=3\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) $6.82\ \mathrm{A}$；(2) $3\ \mathrm{kW·h}$
【知识点】
电功率计算、电能计算
【点评】
本题考查电功率与电能的基础计算，属于常规应用题型，掌握相关公式并注意单位换算即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决这两个问题，需明确电热水器正常工作时，其电压和功率均为额定值：
（1）求正常工作电流：根据电功率公式$P=UI$，变形可得电流公式$I=\frac{P}{U}$，代入额定功率和额定电压即可计算；
（2）求消耗的电能：根据电能公式$W=Pt$，需统一功率和时间的单位，将功率换算为$kW$、时间换算为$h$，计算后电能单位为$kW·h$，代入额定功率和工作时间即可。
【解析】
（1）电热水器正常工作时，额定电压$U=220\ \mathrm{V}$，额定功率$P=1500\ \mathrm{W}$。
由$P=UI$得，正常工作电流：
$I=\frac{P}{U}=\frac{1500\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx6.82\ \mathrm{A}$。
（2）电热水器正常工作时间$t=2\ \mathrm{h}$，额定功率$P=1500\ \mathrm{W}=1.5\ \mathrm{kW}$。
消耗的电能：
$W=Pt=1.5\ \mathrm{kW}×2\ \mathrm{h}=3\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) $6.82\ \mathrm{A}$；(2) $3\ \mathrm{kW·h}$
【知识点】
电功率计算、电能计算
【点评】
本题考查电功率与电能的基础计算，属于常规应用题型，掌握相关公式并注意单位换算即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.6
15 为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，小明家在购置汽车时选择了电动汽车，其汽车电池参数如图所示。
（1）电动汽车充电时，汽车蓄电池相当于电路中的电源还是用电器？分析电动汽车在充电和行驶过程中能量的转化情况。
（2）小明爸爸说：“这辆汽车的电池容量很大，足以带动 60 个 1 kW 的电吹风。”请问小明爸爸的观点是否正确？如不正确，指出他的错误之处，并加以改正。
（3）小明家所在地区实行“分时电费”的计费制度，计费方法见下表。小明建议爸爸将充电时间全部从高峰时段移至低谷时段。若电池电量从 10 kW·h 开始充电，直至充满，则可节省多少电费？
（1）电动汽车充电时，汽车蓄电池相当于电路中的电源还是用电器？分析电动汽车在充电和行驶过程中能量的转化情况。
（2）小明爸爸说：“这辆汽车的电池容量很大，足以带动 60 个 1 kW 的电吹风。”请问小明爸爸的观点是否正确？如不正确，指出他的错误之处，并加以改正。
（3）小明家所在地区实行“分时电费”的计费制度，计费方法见下表。小明建议爸爸将充电时间全部从高峰时段移至低谷时段。若电池电量从 10 kW·h 开始充电，直至充满，则可节省多少电费？
答案
(1) 相当于用电器。充电过程：电能转化为化学能。行驶过程：化学能转化为电能，电能转化为机械能。
(2) 小明爸爸的观点不正确。“$\mathrm{kW·h}$”是电功和电能的单位，“$\mathrm{kW}$”是电功率的单位。小明爸爸将两个单位混淆了。可以改为：电池容量足以使60个1 kW的电吹风工作1 h。
(3) $(60\ \mathrm{kW·h}-10\ \mathrm{kW·h})×[0.61\ \mathrm{元/(kW·h)}-0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}]=15.5\ \mathrm{元}$。
(2) 小明爸爸的观点不正确。“$\mathrm{kW·h}$”是电功和电能的单位，“$\mathrm{kW}$”是电功率的单位。小明爸爸将两个单位混淆了。可以改为：电池容量足以使60个1 kW的电吹风工作1 h。
(3) $(60\ \mathrm{kW·h}-10\ \mathrm{kW·h})×[0.61\ \mathrm{元/(kW·h)}-0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}]=15.5\ \mathrm{元}$。
解析
【分析】
本题分三个小问逐一分析：
1. 第一小问：判断充电时蓄电池的角色，需明确电路中用电器（消耗电能）和电源（提供电能）的区别，充电时蓄电池消耗电能，故为用电器；能量转化需分充电、行驶两个过程，充电时电能转化为化学能储存，行驶时化学能先转化为电能，再转化为机械能驱动汽车。
2. 第二小问：小明爸爸的错误在于混淆物理单位，需明确kW是电功率单位、kW·h是电能单位，两者物理意义不同，改正时需结合电能与电功率的关系，说明电池容量对应的电能可供电吹风工作的时间。
3. 第三小问：计算节省电费，需先算出需充电的电能（电池容量减已有电量），再乘以高峰与低谷的电价差，即可得到节省的电费。
【解析】
(1) 电路中，用电器是消耗电能的装置，电源是提供电能的装置。电动汽车充电时，蓄电池消耗电能，因此相当于用电器；
充电过程：电能转化为蓄电池的化学能储存；
行驶过程：蓄电池的化学能转化为电能，电能再转化为汽车的机械能，驱动汽车行驶。
(2) 物理单位中，“kW”是电功率的单位，“kW·h”是电能（电功）的单位，两者物理意义不同，小明爸爸将二者混淆，故观点不正确；
改正：电池容量（60 kW·h）足以使60个1 kW的电吹风工作1 h（总电能W=60 kW·h，总功率P=60×1 kW=60 kW，由t=W/P得工作时间t=60 kW·h /60 kW=1 h）。
(3) 需充电的电能：W充=60 kW·h -10 kW·h=50 kW·h；
高峰时段电价0.61元/(kW·h)，低谷时段电价0.30元/(kW·h)，每kW·h节省电费为0.61元 -0.30元=0.31元；
总共节省的电费：50 kW·h ×0.31元/(kW·h)=15.5元。
【答案】
(1) 相当于用电器；充电过程：电能转化为化学能；行驶过程：化学能转化为电能，电能转化为机械能。
(2) 小明爸爸的观点不正确，错误之处是混淆了电能单位（kW·h）和电功率单位（kW）；改正：电池容量足以使60个1 kW的电吹风工作1 h。
(3) 可节省电费15.5元。
【知识点】
电路的基本概念、能量的转化、电能与电功率的区别
【点评】
本题以电动汽车为生活背景，考查电路元件判断、能量转化、物理单位区分及电能计算，注重基础概念的理解与应用，贴近生活实际，能有效检验学生对相关知识点的掌握程度。
【难度系数】
0.6
本题分三个小问逐一分析：
1. 第一小问：判断充电时蓄电池的角色，需明确电路中用电器（消耗电能）和电源（提供电能）的区别，充电时蓄电池消耗电能，故为用电器；能量转化需分充电、行驶两个过程，充电时电能转化为化学能储存，行驶时化学能先转化为电能，再转化为机械能驱动汽车。
2. 第二小问：小明爸爸的错误在于混淆物理单位，需明确kW是电功率单位、kW·h是电能单位，两者物理意义不同，改正时需结合电能与电功率的关系，说明电池容量对应的电能可供电吹风工作的时间。
3. 第三小问：计算节省电费，需先算出需充电的电能（电池容量减已有电量），再乘以高峰与低谷的电价差，即可得到节省的电费。
【解析】
(1) 电路中，用电器是消耗电能的装置，电源是提供电能的装置。电动汽车充电时，蓄电池消耗电能，因此相当于用电器；
充电过程：电能转化为蓄电池的化学能储存；
行驶过程：蓄电池的化学能转化为电能，电能再转化为汽车的机械能，驱动汽车行驶。
(2) 物理单位中，“kW”是电功率的单位，“kW·h”是电能（电功）的单位，两者物理意义不同，小明爸爸将二者混淆，故观点不正确；
改正：电池容量（60 kW·h）足以使60个1 kW的电吹风工作1 h（总电能W=60 kW·h，总功率P=60×1 kW=60 kW，由t=W/P得工作时间t=60 kW·h /60 kW=1 h）。
(3) 需充电的电能：W充=60 kW·h -10 kW·h=50 kW·h；
高峰时段电价0.61元/(kW·h)，低谷时段电价0.30元/(kW·h)，每kW·h节省电费为0.61元 -0.30元=0.31元；
总共节省的电费：50 kW·h ×0.31元/(kW·h)=15.5元。
【答案】
(1) 相当于用电器；充电过程：电能转化为化学能；行驶过程：化学能转化为电能，电能转化为机械能。
(2) 小明爸爸的观点不正确，错误之处是混淆了电能单位（kW·h）和电功率单位（kW）；改正：电池容量足以使60个1 kW的电吹风工作1 h。
(3) 可节省电费15.5元。
【知识点】
电路的基本概念、能量的转化、电能与电功率的区别
【点评】
本题以电动汽车为生活背景，考查电路元件判断、能量转化、物理单位区分及电能计算，注重基础概念的理解与应用，贴近生活实际，能有效检验学生对相关知识点的掌握程度。
【难度系数】
0.6
