Question

某電水壺的銘牌信息如圖1所示，電水壺在標準大氣壓下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】電水壺裝滿初溫為20℃的水時，在額定電壓下
將水燒開用了7 min.

求：①水吸收的熱量是多少?
②電水壺燒水過程中的能量轉化效率是多少?
(2)農(nóng)村電網(wǎng)改造前，用電高峰時電壓會下降l0％.求：這時電水壺的實際功率P。.(電阻不隨溫度改變)
(3)為使電水壺的功率在用電高峰時仍能達到2000W，甲、乙兩位同學對電水壺的電路進行了改造，在原電阻絲R₁兩端并聯(lián)一個電阻絲R₂，如圖2所示，并分別推導出了R₂的表達式.


請你指出哪個表達式是錯誤的，并分析若用此電阻絲來改造 電水壺的結果.

Answer 1

(6分)
(1)①水吸收的熱量：Q=cm(t-to)=4.2×l0³J/(kg·℃)×2 kg×(100℃-20℃)=6.72×l0⁵ J(1分)
②消耗的電能 ：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×10⁵ J
能量轉化效率：η=×l00％= ×100％=80％．
(2)實際電壓：U_實=U_額(1-10％)= 220V×(1-10％)=198V
電阻絲的電阻：R₁===24.2Ω
實際功率：P₁==="1620W " (1分)
(3)乙同學的R₂ = 是錯誤的(0．5分)
分析過程：通過比較可知，乙同學計算的R₂小于甲同學計算的R₂  (0.5分)乙同學的 R₂接入電路后，電路消耗的總功率大于2000W(0．5分)，導線中的電流過大，存在安全隱患(0.5分)．

解析