問題詳情：
(改編)某電熱水器的部分參數如表所示,該熱水器始終在額定電壓下工作。
容 量 | 80 L |
額定電壓 | 220 V |
額定功率 | 1 000 W |
設定溫度範圍 | 30～75℃ |
(1)該熱水器將80 kg的水從20℃加熱到50℃,至少需多少小時?[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)爲保*洗浴安全,電熱水器一般都裝有防電牆,它的工作原理如圖*所示,防電牆相當於一個高值電阻R,熱水器的水經它流出,萬一發生漏電事故,防電牆可以承受220 V電壓中的大部分電壓,從而使人體兩端的電壓小於人體絕對安全電壓12 V。若某次發生漏電,爲保*安全,防電牆兩端的電壓U1至少是多少伏?此時流經熱水器出水的電流爲0.02 mA,R的阻值是多少歐?
【回答】
解：(1) 水吸收的熱量:
Q吸 =c水mΔt
=4.2×103J/(kg·℃)×80 kg×(50℃-20℃)
=1.008×107J, (1分)
由題知,Q吸=W=Pt,則最小的加熱時間:
t=
=
=1.008×104s=2.8 h; （2分）
(2)由題意可知,人體與防電牆串聯,
防電牆兩端的最小電壓:
U1=U-U人=220 V-12 V=208 V, （1分）
防電牆的電阻:
R=
=
=1.04×107Ω。 （2分）
答:(1) 該熱水器將80 kg的水從20℃加熱到50℃,至少需2.8 h。
(2) 爲保*安全,防電牆兩端的電壓U1至少是208 V；R的阻值是1.04×107Ω。
知識點：電功率單元測試
題型：計算題
