25.(1)小明家新购买的某型号电热水器,铭牌如表一所示,正常工作时电热水器中的电热管的电阻为多少?
表一

(2)表二是导线横截面积与其载流量的对照表(载流量是导体能够连续承载的,其稳定温度不超过规定值的最大电流)。通过计算说明小明家新购买的电热水器应选用横截面积多少平方毫米的导线接入电路?
表二

(3)若冬季该电热水器每天累计加热1 h,当地电价为0.55元/(kW·h),则每个月(按30天计)仅使用该电热水器应缴电费为多少元?
表一
(2)表二是导线横截面积与其载流量的对照表(载流量是导体能够连续承载的,其稳定温度不超过规定值的最大电流)。通过计算说明小明家新购买的电热水器应选用横截面积多少平方毫米的导线接入电路?
表二
(3)若冬季该电热水器每天累计加热1 h,当地电价为0.55元/(kW·h),则每个月(按30天计)仅使用该电热水器应缴电费为多少元?
答案
25.(1)电热水器中的电热管是利用电流的热效应工作的,将电能转化为内能;
正常工作时电热管的电阻 $R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{3000\ \mathrm{W}}\approx16.1\ \Omega$
(2)根据 $P=UI$,电热水器的额定电流 $I=\frac{P}{U}=\frac{3\ 000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx13.6\ \mathrm{A}$,故该电热水器应选用横截面积为 $4\ \mathrm{mm}^2$ 的导线。
(3)电热水器每月消耗的电能 $W=Pt=3\ \mathrm{kW}×30×1\ \mathrm{h}=90\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}$
应缴电费 $90\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}×0.55\ \mathrm{元}/(\mathrm{kW}·\mathrm{h})=49.5$ 元
正常工作时电热管的电阻 $R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{3000\ \mathrm{W}}\approx16.1\ \Omega$
(2)根据 $P=UI$,电热水器的额定电流 $I=\frac{P}{U}=\frac{3\ 000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx13.6\ \mathrm{A}$,故该电热水器应选用横截面积为 $4\ \mathrm{mm}^2$ 的导线。
(3)电热水器每月消耗的电能 $W=Pt=3\ \mathrm{kW}×30×1\ \mathrm{h}=90\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}$
应缴电费 $90\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}×0.55\ \mathrm{元}/(\mathrm{kW}·\mathrm{h})=49.5$ 元
解析
【分析】
本题分三个问题逐步解决:①求电热管电阻,利用电热水器的额定电压和额定功率,通过电功率变形公式计算;②选择导线,先计算电热水器正常工作的电流,再对照导线载流量表选择合适横截面积的导线;③计算电费,先算出每月消耗的电能,再乘以电价得到总费用。
【解析】
(1) 电热水器正常工作时,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,额定功率$P=3000\ \mathrm{W}$,根据电功率变形公式$R=\frac{U^2}{P}$,代入数据得:
$R=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{3000\ \mathrm{W}}\approx16.1\ \Omega$;
(2) 根据$P=UI$,电热水器正常工作的额定电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{3000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx13.6\ \mathrm{A}$;
对照导线载流量表,需选用横截面积为$4\ \mathrm{mm}^2$的导线(其载流量大于13.6A);
(3) 电热水器功率$P=3000\ \mathrm{W}=3\ \mathrm{kW}$,每月加热时间$t=30×1\ \mathrm{h}=30\ \mathrm{h}$,消耗电能:
$W=Pt=3\ \mathrm{kW}×30\ \mathrm{h}=90\ \mathrm{kW·h}$;
应缴电费:$90\ \mathrm{kW·h}×0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}=49.5\ \mathrm{元}$;
【答案】
(1) 约16.1Ω;(2) 4mm²;(3) 49.5元;
【知识点】
电功率公式应用、电能计算、安全用电;
【点评】
本题结合生活中电热水器的实际应用,考察电学基础公式的应用,难度适中,要求学生能将物理知识与生活场景结合,熟练运用公式解决实际问题,体现了物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
本题分三个问题逐步解决:①求电热管电阻,利用电热水器的额定电压和额定功率,通过电功率变形公式计算;②选择导线,先计算电热水器正常工作的电流,再对照导线载流量表选择合适横截面积的导线;③计算电费,先算出每月消耗的电能,再乘以电价得到总费用。
【解析】
(1) 电热水器正常工作时,额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,额定功率$P=3000\ \mathrm{W}$,根据电功率变形公式$R=\frac{U^2}{P}$,代入数据得:
$R=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{3000\ \mathrm{W}}\approx16.1\ \Omega$;
(2) 根据$P=UI$,电热水器正常工作的额定电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{3000\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}\approx13.6\ \mathrm{A}$;
对照导线载流量表,需选用横截面积为$4\ \mathrm{mm}^2$的导线(其载流量大于13.6A);
(3) 电热水器功率$P=3000\ \mathrm{W}=3\ \mathrm{kW}$,每月加热时间$t=30×1\ \mathrm{h}=30\ \mathrm{h}$,消耗电能:
$W=Pt=3\ \mathrm{kW}×30\ \mathrm{h}=90\ \mathrm{kW·h}$;
应缴电费:$90\ \mathrm{kW·h}×0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}=49.5\ \mathrm{元}$;
【答案】
(1) 约16.1Ω;(2) 4mm²;(3) 49.5元;
【知识点】
电功率公式应用、电能计算、安全用电;
【点评】
本题结合生活中电热水器的实际应用,考察电学基础公式的应用,难度适中,要求学生能将物理知识与生活场景结合,熟练运用公式解决实际问题,体现了物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
登录