Question

【題目】小明家中新購置了一臺掛式電熱水器，他查看了電熱水器說明書后，將電熱水器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)簡化成如圖所示電路圖，該熱水器設(shè)有高，中，低三檔，電熱絲R1=50Ω，電熱絲R2=242Ω，電熱轉(zhuǎn)化效率為84%，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），求：

（1）高溫檔的加熱功率；

（2）用低溫檔將22kg水從20℃加熱到60℃需要的時間；

（3）如果改用無煙煤，將第（2）中22kg水從20℃加熱到60℃需要燃燒無煙煤0.5kg，求加熱效率為多少？（無煙煤熱值為3.4×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）1168W； （2）2.2×104s； （3）21.7%

【解析】

（1）由電路圖可知，當(dāng)三個開關(guān)都閉合時，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，電源電壓一定，由可知，此時電路的總功率最大，熱水器處于高溫檔，所以高溫檔的加熱功率：

；

（2）將22kg水從20℃加熱到60℃吸收的熱量：

，

由電路圖可知，閉合S、S2時，只有R2連入電路中，電路中電阻最大，功率最小，熱水器處于低溫檔，功率為：

，

電熱轉(zhuǎn)化效率為84%，即，

所以加熱時間：

。

（3）燃燒無煙煤0.5kg，釋放的熱量為：

加熱效率為：

。