《2025年新课程助学丛书物理九年级全一册人教版》

27. (10 分)(2024·河南中考)小华家新买了一台电暖器，部分参数见下表，通过调节旋钮，可实现高温挡、低温挡的切换。她结合所学知识进行了研究。


(1)如上图所示，电暖器的插头是三脚插头，插头中较长的脚与电暖器的金属外壳相连。插入插座后，就将电暖器的金属外壳与家庭电路的保护线相连，可防止漏电时对人造成伤害。电暖器工作时房间温度升高，这是通过热传递的方式增大空气的内能。
(2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为 10 A，请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用。
(3)若该电暖器一天正常工作 6 h，其中高温挡 2 h，低温挡 4 h，则它一天耗电多少千瓦时？
(4)小华与妈妈一起做饭时，准备同时使用电饭锅和电磁炉。小华说：“应先把电暖器关掉，否则容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。”请运用物理知识进行解释。

答案： 27.
(1)保护 热传递
(2)见解析 7.2 kW·h 见解析
解:
(1)电暖器的插头是三脚插头,插入插座后,就将电暖器的金属外壳与家庭电路的保护线相连,可防止漏电时对人造成伤害。
电暖器工作时放出热量,房间内的空气吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式增大空气的内能。
(2)电暖气工作时的最大电流为
$I_{高} = \frac{P_{高}}{U} = \frac{2000 W}{220 V} \approx 9.1 A ＜ 10 A$
所以此插座能满足该电暖器正常使用。
(3)一天耗电为$W = W_{高} + W_{低} = P_{高} t_{高} + P_{低} t_{低} = 2 kW × 2 h + 0.8 kW × 4 h = 7.2 kW \cdot h$
(4)同时使用电饭锅和电磁炉,总功率较大,根据$I = \frac{P}{U}$,电路中总电流较大,根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$,干路导线相同时间内产生的热量较多,容易使家庭电路的干路导线过热引发火灾。