Question

無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優(yōu)點，圖甲是它的工作原理圖．

（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設(shè)定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內(nèi)的兩個開關(guān)的狀態(tài)，從而讓噴頭噴出預先設(shè)定溫度的熱水．請在圖乙虛線框中補齊溫控器內(nèi)的兩個開關(guān)．

（2）水壓控制開關(guān)：當熱水器內(nèi)沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關(guān)能確保電熱水器停止工作．圖中頂桿必須具有很好的______________________________性才能防止漏電．

（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經(jīng)過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調(diào)節(jié)冷水的流量的大��？

Answer 1

 （1）由甲圖可知，溫控器控制兩個電熱絲的通斷，微電腦芯片通過比較測量到的水溫和預先設(shè)定的溫度確定兩電熱絲的工作，當水溫較低時兩個電熱絲均工作，水溫較高時讓其中的一個電熱絲工作即可，水溫高時兩電熱絲均不工作，據(jù)此可知兩開關(guān)并聯(lián)；

（2）由圖丙可知，頂桿與彈性金屬薄片和開關(guān)接觸，為防止漏電應具有很好的絕緣性；

（3）設(shè)加熱時間為1min，根據(jù)水的流量可知加熱水的體積，根據(jù)ρ=求加熱水的質(zhì)量，利用Q_吸=cm（t﹣t₀）求出水吸收的熱量，利用W=UIt求出消耗的電能，再根據(jù)η=×100%求出加熱效率；水吸收的熱量一定，要提高水溫，應減小加熱水的質(zhì)量，據(jù)此進行解答．

解答： 解：（1）經(jīng)分析可知，兩電熱絲可以獨立工作，且各有一個開關(guān)控制，故溫控器內(nèi)的兩個開關(guān)如下圖方式連接：

（2）為防止漏電，水壓控制開關(guān)的頂桿必須具有很好的絕緣性；

（3）設(shè)加熱時間t=1min，則加熱水的體積：

V=4.5L=4.5dm³=4.5×10^﹣3m³，

由ρ=可得，加熱水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×4.5×10^﹣3m³=4.5kg，

水吸收的熱量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）

=4.2×10³J/（kg•℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）

=6.237×10⁵J，

消耗的電能：

W=UIt=220V×52.5A×60s=6.93×10⁵J，

則加熱效率：

η=×100%=×100%=90%，

每分鐘消耗的電能一定，即水吸收的熱量一定，要提高水溫，應減小加熱水的質(zhì)量，即減小進入熱水器的冷水的流量．

答：（1）如上圖所示；

（2）絕緣；

（3）該電熱水器的加熱效率為90%；進一步提高水溫的可行措施：調(diào)小進入熱水器的冷水的流量．