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    随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上．小丽在使用过程中发现：
    （1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．
    （2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．
    （3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．
    某型号电热水器
    额定电压/V220
    额定电功率/W2420
    容积/dm350
    商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮


    【答案】分析：（1）根据密度公式求出水箱中水的质量，根据Q吸=cm（t-t）求出水吸收的热量，额定电压下电热水器加热时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=×100%求出此过程中电热水器的热效率；
    （2）根据P=求出电热水器的电阻，再根据焦耳定律求出通过热水器的电流，利用欧姆定律求出工作的实际电压；
    （3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，根据串联电路的电压特点求出防电墙的电压，利用串联电路的电流特点建立等式即可求出防电墙的电阻．
    解答：解：（1）根据ρ=可得，水箱中水的质量：
    m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg，
    水箱中的水吸收的热量：
     Q=cm（t-t）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（46.2℃-22℃）=5.082×106J，
    水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能：
    W=Pt=2420W×40×60s=5.808×106J，
    电热水器加热时的热效率：
    η=×100%=×100%=87.5%；
    （2）根据P=可得，电热水器的电阻：
    R===20Ω，
    根据Q=I2Rt可得，通过热水器的电流：
    I===10A，
    根据欧姆定律可得，工作的实际电压：
    U=IR=10A×20Ω=200V；
    （3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，
    ∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
    ∴防电墙的电压：
    U墙=U-U人=220V-20V=200V，
    ∵串联电路中各处的电流相等，
    ∴=，即=，
    解得：R墙=20MΩ．    
    答：（1）此过程中电热水器的热效率为87.5%；
    （2）通过电热水器的电流为10A，它工作的实际电压为200V；
    （3）防电墙的电阻为200MΩ．
    点评：本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式、焦耳定律和欧姆定律以及串联电路特点的应用，综合性强，难度较大．
    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：

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    （1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．
    （2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．
    （3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．
    某型号电热水器
    额定电压/V 220
    额定电功率/W 2420
    容积/dm3 50
    商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮

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    科目：初中物理 来源：2013年初中毕业升学考试（山东日照卷）物理（带解析） 题型：计算题

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    （2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。
    （3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻。

    某型号电热水器
    额定电压/V
    		220
    额定电功率/W
    		2420
    容积/dm3
    		50
    商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮

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    科目：初中物理 来源：2013年初中毕业升学考试（山东日照卷）物理（解析版） 题型：计算题

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    额定电压/V

    220

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    2420

    容积/dm3

    50

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    额定电压/V

    220

    额定电功率/W

    2420

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