《2025年基础训练大象出版社九年级物理全一册教科版》

15. (★★★)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。
|额定电压|220V|
|高温挡功率|2000W|
|低温挡功率|800W|

(1)如图9-10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地线相连,可防止漏电时对人造成伤害。
(2)小华家墙上的插座允许通过的最大电流为10A,请通过计算说明此插座能否满足该电暖器正常使用。
电暖器高温挡正常工作时的电流$I = \frac{P}{U}=\frac{2000W}{220V}\approx 9.09A$，因为$9.09A＜10A$，所以此插座能满足该电暖器正常使用。
(3)若该电暖器一天正常工作6h,其中高温挡2h,低温挡4h,则它一天耗电多少千瓦时？
高温挡消耗的电能$W_1 = P_1t_1 = 2kW×2h = 4kW·h$，低温挡消耗的电能$W_2 = P_2t_2 = 0.8kW×4h = 3.2kW·h$，一天消耗的电能$W = W_1 + W_2 = 4kW·h + 3.2kW·h = 7.2kW·h$。
(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。
根据$P = UI$，家庭电路电压$U$一定，同时使用大功率用电器，总功率$P$过大，电流$I$过大。又根据$Q = I^{2}Rt$，在家庭电路导线电阻$R$和通电时间$t$一定时，电流$I$过大，导线产生的热量$Q$过多，容易使干路导线过热引发火灾。

答案：
(1) 地
(2) 电暖器高温挡正常工作时的电流$I = \frac{P}{U}=\frac{2000W}{220V}\approx 9.09A$，因为$9.09A＜10A$，所以此插座能满足该电暖器正常使用。
(3) 高温挡消耗的电能$W_1 = P_1t_1 = 2kW×2h = 4kW·h$，低温挡消耗的电能$W_2 = P_2t_2 = 0.8kW×4h = 3.2kW·h$，一天消耗的电能$W = W_1 + W_2 = 4kW·h + 3.2kW·h = 7.2kW·h$。
(4) 根据$P = UI$，家庭电路电压$U$一定，同时使用大功率用电器，总功率$P$过大，电流$I$过大。又根据$Q = I^{2}Rt$，在家庭电路导线电阻$R$和通电时间$t$一定时，电流$I$过大，导线产生的热量$Q$过多，容易使干路导线过热引发火灾。