海尔牌电热水器 | |
额定电压/V | 220 |
额定电功率/W | 4000 |
容积/dm3 | 60 |
商品特征:安全防电墙、防水、防尘、防潮 |
分析 (1)根据密度公式求出水箱中水的质量;
(2)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电热水器的电阻;
(3)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;
(4)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=$\frac{m}{V}$可得,水箱中水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×60×10-3m3=60kg,
(2)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,电热水器的电阻:
R=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(220V)^{2}}{4000W}$=12.1Ω,
(3)加热时间t=10min=600s,产生的热量为Q=2.4×106J,
根据Q=I2Rt可得,通过热水器的电流:
I=$\sqrt{\frac{Q}{Rt}}$=$\sqrt{\frac{2.4×{10}^{6}J}{12.1Ω×600s}}$=$18\frac{2}{11}$A≈18.2A,
根据欧姆定律可得,工作的实际电压:
U=IR═$18\frac{2}{11}$A×12.1Ω=220V;
(4)在异常漏电的情况下,人体与防电墙串联,
由于加在人体上的电压不高于12V,人体的最大电阻为20MΩ,
则通过人体的最大电流为I=$\frac{{U}_{人}}{{R}_{人}}$=$\frac{12V}{20×1{0}^{6}Ω}$=6×10-7A,
由于串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以防电墙的电压:
U墙=U-U人=220V-12V=208V,
因为串联电路中各处的电流相等,
根据欧姆定律得:R墙=$\frac{{U}_{墙}}{I}$=$\frac{208V}{6×1{0}^{-7}A}$≈3.5×108=350MΩ.
故答案为:(1)60kg;(2)12.1Ω;(3)18.2A;220V;(4)防电墙的电阻为350MΩ.
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.
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 图①中阴影部分面积表示该物质在对应体积下的质量 | |
B. | 图②中阴影部分面积表示该物体在对应时间内通过的路程 | |
C. | 图③中阴影部分面积表示该电动机在对应时间内电能转化成的机械能 | |
D. | 图④中阴影部分面积表示该用电器在对应电压下的电功率 |
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