Question

7．如圖甲是電熱水龍頭，即開即熱，冷熱兼用．如圖乙是它內(nèi)部電路原理圖，R₁、R₂為電熱絲，通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動開關(guān)S在1、2、3之間接通對應(yīng)的電路，從而實現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換；它的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表．請回答下列問題：

額定功率	溫水	2kW
	熱水	3.5kW
額定電壓		220V
額定頻率		50Hz

（1）開關(guān)處于位置2時，它放出的是溫水，求電熱絲R₁的阻值是多少？
（2）如果進(jìn)水口的水溫是4℃，水龍頭1min流出1kg的熱水，當(dāng)要放出50℃熱水時，求：
①1min水吸收的熱量是多少？[水的比熱容為4.2×10³ J/kg•℃）]
②如果這些熱量由燃燒液化石油氣來獲得，求需要多少液化石油氣？（q=4.6×10⁶J/kg）
③此時該水龍頭的電熱效率是多少？
（3）跟燃?xì)鉄崴�器相比，即熱式電熱水龍頭有哪些優(yōu)點(diǎn)？（只要寫出一點(diǎn)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開關(guān)位置的改變，判斷出電路的連接情況，然后根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求得電阻的大��；
（2）①知道水的比熱容和溫度變化，可利用熱量公式Q_吸=cm（t-t₀）計算出水吸收的熱量；
②如果這些熱量由燃燒液化石油氣來獲得，根據(jù)Q=mq可求得需要多少液化石油氣；
③根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求得1min消耗的電能，再利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可求得電熱效率；
（3）熱式電熱水龍頭跟燃?xì)鉄崴�器相比，要從安全、�?jié)能、環(huán)保方面去考慮；

解答 解：（1）由圖可知，開關(guān)處于位置2時它放出的是溫水，電路為R₁的簡單電路，
由表中數(shù)據(jù)可知P_溫=2kW=2000W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電熱絲R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{2000W}$=24.2Ω；
（2）①水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀））=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（50℃-4℃）=1.932×10⁵J；
②如果這些熱量由燃燒液化石油氣來獲得，即Q_吸=Q_放=1.932×10⁵J；
由Q_放=mq可得，需要液化石油氣的質(zhì)量m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.932×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{6}J}$=0.042kg，
③由P=$\frac{W}{t}$可得1min消耗的電能：
W=Pt=3500W×60s=2.1×10⁵J，
水龍頭的電熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.932×1{0}^{5}J}{2.1×1{0}^{5}J}$×100%=92%．
（3）熱式電熱水龍頭跟燃?xì)鉄崴�器相比，具有�?jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)．
答：（1）開關(guān)處于位置2時，它放出的是溫水，求電熱絲R₁的阻值是24.2Ω；
（2）①1min水吸收的熱量是1.932×10⁵J；
②如果這些熱量由燃燒液化石油氣來獲得，求需要0.042kg液化石油氣；
③此時該水龍頭的電熱效率是92%．
（3）熱式電熱水龍頭跟燃?xì)鉄崴�器相比，具有�?jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)．

點(diǎn)評 本題考查電功和電功率公式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是正確分析判斷出開關(guān)處于不同的位置時電熱水龍頭的檔位，并能對計算公式進(jìn)行靈活變形．