Question

小明家购置了一台电热饮水机，其铭牌如表所示。当瓶胆内水的温度被加热到100℃时，停止加热而进入保温状态；当胆内水的温度降到60℃时，重新启动加热。

额定频率	50HZ	水桶容量	20L
加热功率	440W	内胆最大容积	1L
额定电压	220V	保温功率	40W

（1）电热饮水机在使用时，应选用_____孔插座。为了减少插头插拔的次数，再给插座安装一个开关，如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某转轴转动。按动开关乙所用的力较小，这是因为按动这种开关时_____较大。

（2）将内胆的水从20℃加热到100℃，用时14min，则水吸收的热量为_____J，该饮水机加热状态时的效率为_____%．[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

（3）若测得饮水机在4h内消耗电能0.56kW•h，则加热时间为_____h。

Answer

三 动力臂 3.36×105 90.9 1

【解析】

（1）为了防止电热饮水机的金属外壳因漏电而发生触电事故，故使用比两孔插座中多出的一个接地孔的三孔插座；甲乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动（可看做杠杆），根据杠杆原理可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大、动力越小，因乙的动力臂大，所以按动开关乙所用的力较小；

（2）内胆内水的体积：

V＝1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，

由可得，水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg，

水吸收的热量：

Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，

由 可得，饮水机消耗的电能：

W＝P加热t′＝440W×14×60s＝3.696×105J，

该饮水机加热状态时的效率：

（3）已知：t保+t加＝4h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

4h消耗的电能0.56kW•h，由可得：

W总＝P加t加+P保t保＝0.56kW•h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

代入数据可得：0.44kW×t加+0.04kW×t保＝0.56kW•h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②解得：t加＝1h，t保＝3h。