Question

随着生活水平的提高家用电器逐渐普及，电热壶（如图）已进入千家万户，为什么家庭使用电热壶的数量会越来越多呢？带着这个问题，楚州外国语课外兴趣小组利用五一节假日进行了家庭调查，以下是两位同学的调查结果．
表1小明同学对家庭开水需求情况调查表（调查日期2008年5月2日）
表2小红同学对家庭开水需求情况调查表（调查日期：2008年5月2日）
（1）电热壶正常工作电阻是多少？若接198V电压，电热壶实际功率是多少？你在计算过程中用到了什么近似？
（2）从理论上计算，小明家用电热壶烧开一壶水需多长时间（设水的初温为20℃）？与实际有无差别，简要说明原因．
（3）分析两人调查结果，结合实际说明使用哪种方法烧水更好一些？
（4）电热壶在设计构造中运用了许多物理知识．请你举出两点，并说明这样设计的好处．（举两例）

Answer

（1）电功率公式可求得内阻，及198V时的实际功率，但计算时我们采用的是220V时的电阻，而电阻是随温度变化而变化的，故电阻采用了近似．
（2）由水的比热可求出烧水所用的能量；
（3）从每壶水所用的价格上比较哪种方法更经济．
（4）电热壶中应用了很多物理知识，如水开了会响，水不会将壶盖顶出，电源线接地等．
【解析】
（1）R==Ω=48.4Ω
P实==W=810W
电阻不随温度变化
（2）Q=cm（t-t）=1.0×103×3×10-3×4.2×103×（100-20）J=1.008×106J
根据W=Pt得==1008s=16.8min＜17.5min．
原因：计算出的加热时间t与调查所得时间有小的差异，是因为在实际使用电热壶加热时电能不可能全部转化成水的内能，电热壶本身吸收一部分热量、还有一部分热散失到空气中．
（3）用电烧开一壶水所用资金为0.50元/kw•h×1kW×h=0.15元
用燃气烧开一壶水所用资金为4.50元×0.04=0.18元
可见，用电热壶烧水比用燃气更经济，同时也更环保、更清洁
（4）①电热壶的盖上开有小孔：当水沸腾、蒸汽喷出时可缓解壶盖的跳动，防止水喷出壶外．
②选用三孔插头：使电热壶的外壳接地，防止壶身漏电时造成触电事故．
（其它合理也给分）
答：（1）正常工作时的电阻为48.4Ω，实际功率为810W，在计算中认为电阻是不变的，
（2）烧一壶水用时16.8min，
（3）用电烧水更经济，
（4）①电热壶的盖上开有小孔：当水沸腾、蒸汽喷出时可缓解壶盖的跳动，防止水喷出壶外．
②选用三孔插头：使电热壶的外壳接地，防止壶身漏电时造成触电事故．