Question

黃岡牌電熱水器的簡(jiǎn)化電路如圖所示，A為自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)水的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)斷開電路；低于設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)接通電路．S是熱水器的功率選擇開關(guān)，可選擇高低兩種加熱功率，R₁、R₂都是發(fā)熱電阻器．主要技術(shù)指標(biāo)如下表：

額定電壓（V）	220	發(fā)熱電阻器類型	電熱管
輸入功率一檔（W）	2200	輸入功率二檔（W）	1500
溫度范圍（℃）	20-78	容積（L）	20

已知電熱水器的加熱效率為96%．水的比熱容為4.2×10³J/，求：
（1）把一箱水升高30℃時(shí)，水吸收的熱量；
（2）當(dāng)S撥至1時(shí)，電路中的電流；
（3）當(dāng)S撥至2時(shí)，要把一箱水從20℃升高到50℃需要的時(shí)間．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水箱所裝水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）當(dāng)S撥到1時(shí)，電路中只有R₁，由P=可知此時(shí)電功率較大為2200W，利用P=UI求電路中的電流；
（3）當(dāng)S撥至2時(shí)，兩個(gè)電阻串聯(lián)，由P=可知此時(shí)電功率小為1500W；（1）中求出了一箱水從20℃升高到50℃（升高30℃）吸收的熱量，知道電熱水器的加熱效率為96%，則有Q_吸=W_電×96%，求出消耗的電能，再利用P=求加熱時(shí)間．
解答：解：（1）由銘牌可知，水的體積：
v=20L=20×10^-3m³，
水的質(zhì)量：
m=ρv=1×10³kg/m³×20×10^-3m³=20kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×20kg×30℃=2.52×10⁶J；
（2）當(dāng)S撥到1時(shí)，P₁=2200W，
∵P=UI，
∴I₁===10A，
（3）當(dāng)S撥到2時(shí)，P₂=1500W
∵，
∴加熱時(shí)間：t===1750s．
答：（1）把一箱水升高30℃時(shí)，水吸收的熱量為2.52×10⁶J；
（2）當(dāng)S撥至1時(shí)，電路中的電流為10A；
（3）當(dāng)S撥至2時(shí)，要把一箱水從20℃升高到50℃需要的時(shí)間為1750s．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、吸熱公式、電功率的公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題．與生活實(shí)際相聯(lián)系，屬于中考常見題型．