Question

（7分）隨著城市化建設(shè)的發(fā)展，許多家庭都住進了高樓大廈，小明家住進新樓后，為了淋浴的方便，購置了一款某型號的電熱水器（其銘牌見下表），安裝在衛(wèi)生間的墻上。小明在使用過程中發(fā)現(xiàn)：

（1）該熱水器在某時間段使用時，20min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.4×10⁶J，求通過電熱水器的電流和它工作的實際電壓。
（2）防電墻技術(shù)就是在電熱水器內(nèi)部形成永久性電阻，電熱水器經(jīng)防電墻處理后，使人體承受的電壓不高于20V，保證異常漏電情況下，接觸熱水器的人的安全。如圖所示，若人體的最大電阻為20MΩ，試求防電墻的電阻。

Answer 1

（1）則電熱水器的電阻，通過熱水器的電流；工作時的實際電壓U_實=IR=10A×20Ω=200V。（2）在異常漏電的情況下，人體與防電墻串聯(lián)，則由串聯(lián)分壓，即，解得R_墻=2×10⁸Ω=200MΩ。

試題分析：（1）由題意知：U_額=220V，P_額=2420W，時間t=20min=1200s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=2.4×10⁶J，則電熱水器的電阻，通過熱水器的電流；工作時的實際電壓U_實=IR=10A×20Ω=200V。（2）由題意知在異常漏電的情況下，人體與防電墻串聯(lián)，兩端總電壓U=220V，人體承受的電壓不高于U_人=20V，人體的最大電阻為R_人=20MΩ=2×10⁷Ω，則由串聯(lián)分壓，即，解得R_墻=2×10⁸Ω=200MΩ。