16. 某国产品牌手机配置“$3.7\ V \ \ 4000\ mA·h$”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大方便了人们的使用。
(1)电池充满电后，储存的电能为多少？
(2)如图所示的两个充电器，一个标注“输出$5\ V \ \ 2\ A$”，另一个标注“输出$10\ V \ \ 4\ A$”，其中哪一个是快速充电器？使用快速充电器多长时间可以将电池充满电？请通过计算说明。
(3)爱观察的思洁同学发现，“超级快充”的充电线比普通的充电线粗。请从线路安全的角度分析原因。

解：$(1)W_{ }=U_{ }I_{ }t={ 3.7 }\ \text {V}×{ 4000×10^{-3} }\ \text {A}×{ 3600 }\ \text {s}={ 53280 }\ \text {J}$ $(2)P_{ 1 }=U_{ 1 }I_{ 1 }={ 5 }\ \text{V}×{ 2 }\ \text{A}={ 10 }\ \text{W}$ $P_{ 2 }=U_{ 2 }I_{2 }={ 10}\ \text{V}×{ 4 }\ \text{A}={ 40 }\ \text{W}>P_1$ $t=\frac W{P_2}=\frac {{ 53280 }\ \text {J}}{{ 40 }\ \text {W}}={ 1332 }\ \text {s}$ (3)充电器的充电线有电阻，由焦耳定律可知，工作过程中会产生热量; 充电线尽可能做得粗一些，目的是减小电阻，使充电过程中产生的热量少一些。

【解析】
(1) 已知电池参数，根据电能公式$W=UIt$计算储存的电能，单位换算：$4000\ \mathrm{mA·h}=4000×10^{-3}\ \mathrm{A}×3600\ \mathrm{s}$，代入得：
$W=UIt=3.7\ \mathrm{V}×4000×10^{-3}\ \mathrm{A}×3600\ \mathrm{s}=53280\ \mathrm{J}$
(2) 根据$P=UI$计算两个充电器的输出功率：
$P_1=U_1I_1=5\ \mathrm{V}×2\ \mathrm{A}=10\ \mathrm{W}$
$P_2=U_2I_2=10\ \mathrm{V}×4\ \mathrm{A}=40\ \mathrm{W}$
因为$40\ \mathrm{W}＞10\ \mathrm{W}$，功率大的充电速度快，所以标注“输出$10\ \mathrm{V}\ \ 4\ \mathrm{A}$”的是快速充电器；
再根据$t=\frac{W}{P}$计算充满电时间：
$t=\frac{W}{P_2}=\frac{53280\ \mathrm{J}}{40\ \mathrm{W}}=1332\ \mathrm{s}$
(3) 充电线存在电阻，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，快充时充电电流较大，充电线越粗，横截面积越大，电阻越小，相同时间内产生的热量越少，可避免因过热引发线路安全问题。
【答案】
(1) 储存的电能为$\boldsymbol{53280\ \mathrm{J}}$；
(2) 标注“输出$\boldsymbol{10\ \mathrm{V}\ \ 4\ \mathrm{A}}$”的是快速充电器，充满电需要$\boldsymbol{1332\ \mathrm{s}}$；
(3) 充电线粗，横截面积大，电阻小，在快充大电流下，相同时间内产生的热量少，保障线路安全。
【知识点】
电能的计算、电功率的计算、焦耳定律的应用
【点评】
本题结合手机快充的实际场景，考查电功、电功率的计算及焦耳定律的应用，注重理论联系实际，培养运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6