Question

某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下
将水烧开用了7 min.

求：①水吸收的热量是多少?
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0％.求：这时电水壶的实际功率P。.(电阻不随温度改变)
(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R₁两端并联一个电阻丝R₂，如图2所示，并分别推导出了R₂的表达式.


请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造 电水壶的结果.

Answer 1

(1)①水吸收的热量：Q=cm(t-to)=4.2×l0³J/(kg·℃)×2 kg×(100℃-20℃)=6.72×l0⁵ J(1分)
②消耗的电能 ：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵ J
能量转化效率：η=×l00％= ×100％=80％．
(2)实际电压：U_实=U_额(1-10％)= 220V×(1-10％)=198V
电阻丝的电阻：R₁===24.2Ω
实际功率：P₁==="1620W " (1分)
(3)乙同学的R₂ = 是错误的(0．5分)
分析过程：通过比较可知，乙同学计算的R₂小于甲同学计算的R₂  (0.5分)乙同学的 R₂接入电路后，电路消耗的总功率大于2000W(0．5分)，导线中的电流过大，存在安全隐患(0.5分)．