Question

小明家新安装了一台电热水器，其铭牌如右表．若自来水的温度是20℃，充满水后，小明将调温开关调到如图所示的位置．接通电源，加热指示灯亮；1h20min后达到设定温度时，加热指示灯熄灭．请你帮助小明回答下列问题：

贮水式电热水器
型号：	V-50
额定容量：	50kg
额定电压：	220V
额定频率：	50HZ
额定压强：	0.6MPa
额定功率：	2200W

（1）电热水器正常工作时，通过它的电流多大？此时它的电阻多大？
（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收多少热量？
（3）小明认为水吸收的热量是由电能提供的，于是他结合热水器铭牌的相关数据计算出从接通电源到指示灯熄灭需要的时间，明显小于1h20min，为什么实际加热时间要长呢？请你帮助小明简单分析原因．

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求出通过它的电流，再根据欧姆定律求出它的电阻；
（2）充满水后水的质量和额定容量相等，由图可知设定的温度即为水的末温，根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（3）实际加热时间总是要大于理论计算时间，这是因为消耗的电能转化为内能不可能全部被水吸收，也可能是电热水器工作电压低于额定电压时，实际功率小于额定功率造成的．

解答：解：（1）电热水器正常工作时的功率为2200W，
根据P=UI可得，通过它的电流：
I=

P

U

=

2200W

220V

=10A，
根据欧姆定律可得，此时它的电阻：
R=

U

I

=

220V

10A

=22Ω；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（3）热水器消耗的电能转化为内能不可能全部被水吸收，存在热量损失；
或电热水器工作电压低于额定电压时，实际功率小于额定功率，也会使加热时间增加．
答：（1）电热水器正常工作时，通过它的电流为10A，此时它的电阻为22Ω；
（2）加热指示灯从亮到灭的过程中，热水器中的水一共吸收了的热量8.4×10⁶J；
（3）热水器消耗的电能转化为内能不可能全部被水吸收，存在热量损失；
或电热水器工作电压低于额定电压时，实际功率小于额定功率，也会使加热时间增加．

点评：电热水壶在工作过程中，将电能转化为内能，转化效率不可能是100%，同时得到的内能也不能被水完全吸收，所以水吸收的热量比消耗的电能要少很多．