问题
计算题
某电水壶的铭牌信息如图所示，电水壶在标准大气压下工作.【c水=4.2×103J/（kg·℃）】
（1）电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下将水烧开用了7 min. 求：
①水吸收的热量是多少?
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
（2）农村电网改造前，用电高峰时电压会下降10％.求：这时电水壶的实际功率P1（电阻不随温度改变）
（3）为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2，如图2所示，并分别推导出了R2的表达式.
甲同学：
，乙同学：
请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造电水壶的结果.
答案
解：
（1）
①水吸收的热量：Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2 kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；
②消耗的电能：：W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105 J
能量转化效率：η=
×100％=
×100％=80％．
（2）实际电压：U实=U额（1-10％）= 220V×（1-10％）=198V
电阻丝的电阻：R1=
=
=24.2Ω
实际功率：P1=
==1620W
（3）乙同学的R2 =
是错误的，分析过程：通过比较可知，乙同学计算的R2小于甲同学计算的R2，乙同学的R2接入电路后，电路消耗的总功率大于2000W，导线中的电流过大，存在安全隐患。