Question

電給我們的生活中帶來(lái)了極大的方便，但使用不當(dāng)也會(huì)造成危險(xiǎn)．小明家電能表的幾個(gè)重要參數(shù)如表1所示，電線允許通過(guò)的最大電流為15A，家中已有用電器的總功率為2200W，最近又準(zhǔn)備購(gòu)買一臺(tái)電熱水器，性能指標(biāo)如表2所示，這種電熱水器是否適合他家使用呢？小明對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真地研究．
表1                      

220V 20A 3000r/kW?h

表2

額定電壓	220V
額定功率	2000W
容 量	12 L

（1）首先他想到，添置這么大功率的用電器，是否超過(guò)電能表的負(fù)荷？請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算寫出你的看法．
（2）其次他計(jì)算出：如果安裝了這臺(tái)電熱水器，家中所有用電器同時(shí)工作時(shí)的最大電流將達(dá)到______A，電線______（填“能”或“不能”）承受．
（3）通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的研究，你認(rèn)為如果他家購(gòu)買了這臺(tái)熱水器，在使用時(shí)應(yīng)該采取什么措施？請(qǐng)你為他家提出一點(diǎn)建議．
（4）請(qǐng)你算一算：按照當(dāng)?shù)?.55元/kW?h的電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，這臺(tái)電熱水器每天正常工作1h，一個(gè)月就需交納電費(fèi)多少元？（每月按30天計(jì)）

Answer 1

【答案】分析：（1）先根據(jù)電能表所允許的電壓和電流算出電能表所允許接入的總功率，然后再算出用電器消耗的總功率，最后進(jìn)行比較；
（2）根據(jù)電功率公式P=UI的變形式I=即可算出家中所有用電器同時(shí)工作時(shí)的最大電流，將它和電線允許通過(guò)的最大電流進(jìn)行比較即可知道電線能不能承受；
（3）用電器的總功率越大，則總電流越大；電線越粗，則允許通過(guò)的電流越大；
（4）要算電費(fèi)，關(guān)鍵是要算出電熱水器消耗的電能，算電能可根據(jù)公式W=Pt進(jìn)行計(jì)算．
解答：解：（1）電能表允許接入的總功率：P=UI=220V×20A=4400W，
所有用電器同時(shí)工作時(shí)的總功率：P_總=2200W+2000W=4200W，
因?yàn)镻_總＜P，所以沒(méi)有超過(guò)電能表的負(fù)荷；
（2）由P=UI得：I=，
則家中所有用電器同時(shí)工作時(shí)的最大電流：I==≈19.1A，
因?yàn)?9.1A＞15A，所以家中所用的電線不能承受；
（3）因?yàn)橥瑫r(shí)使用的用電器越多，則總功率就越大，總電流就越大，所以解決的辦法是家中的用電器不要同時(shí)使用；
因?yàn)殡娋�允許通過(guò)的電流與電線的粗細(xì)有關(guān)，電線越粗則允許通過(guò)的電流越大，所以還有一個(gè)解決辦法就是更換家庭電路所有的電線；
（4）電熱水器一個(gè)月消耗的電能：W=P_熱水器t=2kW×1h×30=60kW?h，
則一個(gè)月需交納的電費(fèi)：60kW?h×0.55元/kW?h=33元．
答：（1）沒(méi)有超過(guò)電能表的負(fù)荷；
（2）19.1，不能；
（3）家中的用電器不要同時(shí)使用；更換家庭電路所用的電線；
（4）小明家一個(gè)月需多交納33元電費(fèi)．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了學(xué)生對(duì)P=UI和P=這兩個(gè)公式的理解和運(yùn)用，也考查了學(xué)生利用物理知識(shí)進(jìn)行分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，是一道能力考查題．