《2025年同步练习河南大学出版社九年级物理全一册沪科版》

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


(1)如图,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地线相连,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内能的。
(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。
该插座允许接入用电器的最大功率:
$P=UI=220\ V × 10\ A=2200\ W$
电暖器的高温挡功率2000 W＜2200 W,因此该插座可以正常使用。
(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？
高温挡正常工作2 h,消耗的电能为:$W_{1}=P_{1}t_{1}=2\ kW × 2\ h=4\ kW\cdot\ h$
低温挡工作4 h,消耗的电能为:$W_{2}=P_{2}t_{2}=0.8\ kW × 4\ h=3.2\ kW\cdot\ h$
一天工作6 h消耗的电能为:$W=W_{1}+W_{2}=4\ kW\cdot\ h+3.2\ kW\cdot\ h=7.2\ kW\cdot\ h$
(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。
多个大功率用电器同时工作时,由$I=\dfrac{P}{U}$可知,干路中的电流会过大;由焦耳定律$Q=I^{2}Rt$可知,导线的电阻与通电时间一定时,干路上产生的电热会过多,容易引发火灾。
|额定电压|220 V|
|高温挡功率|2000 W|
|低温挡功率|800 W|

答案：
(1)地 热传递
(2)该插座允许接入用电器的最大功率:
$P=UI=220\ V × 10\ A=2200\ W$
电暖器的高温挡功率2000 W＜2200 W,因此该插座可以正常使用。
(3)高温挡正常工作2 h,消耗的电能为:$W_{1}=P_{1}t_{1}=2\ kW × 2\ h=4\ kW\cdot\ h$
低温挡工作4 h,消耗的电能为:$W_{2}=P_{2}t_{2}=0.8\ kW × 4\ h=3.2\ kW\cdot\ h$
一天工作6 h消耗的电能为:$W=W_{1}+W_{2}=4\ kW\cdot\ h+3.2\ kW\cdot\ h=7.2\ kW\cdot\ h$
(4)多个大功率用电器同时工作时,由$I=\dfrac{P}{U}$可知,干路中的电流会过大;由焦耳定律$Q=I^{2}Rt$可知,导线的电阻与通电时间一定时,干路上产生的电热会过多,容易引发火灾。