Question

某机关办公楼安装了一台电热水器，下表是电热水器的铭牌，如果水箱中水的初温是20℃，外界大气压是一个标准大气压．求：
（1）电热水器在正常工作时的电流是多大？
（2）热水器最多能装多少kg的水？
（3）热水器装满水后，正常工作多长时间可以把水箱中的水烧开？

额定电压/V	220	容积/L	40
频率/Hz	50	效率/%	80
额定功率/kW	6	超温保护/℃	150

Answer 1

分析：（1）电热水器正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
（2）热水器装满水时水的体积和容积相等，根据ρ=

m

V

求出最多可装水的质量；
（3）一个标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，再根据效率公式求出热水器放出的热量，利用Q=W=Pt求出加热时间．

解答：解：（1）电热水器正常工作时的功率P=6kW=6000W，电压为220V，
根据P=UI可得，正常工作时的电流：
I=

P

U

=

6000W

220V

≈27.3A；
（2）根据ρ=

m

V

可得，热水器装满水的质量为：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³=40kg；
（3）水烧开时的温度为100℃，则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（100℃-20℃）=1.344×10⁷J，
根据η=

Q吸

Q放

×100%可得，热水器放出的热量：
Q_放=

Q吸

80%

=

1.344×107J

80%

=1.68×10⁷J，
根据Q=W=Pt可得，电热水器正常工作的时间：
t=

Q吸

P

=

1.68×107J

6000W

=2800s．
答：（1）电热水器在正常工作时的电流是27.3；
（2）热水器最多能装40kg的水；
（3）热水器装满水后，正常工作2800s可以把水箱中的水烧开．

点评：本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到电功率公式、密度公式、吸热公式、效率公式的综合应用，要注意一个标准大气压下水的沸点为100℃．