Question

【題目】圖甲是小明家安裝的即熱式熱水器，其具有高、低溫兩擋加熱功能，低溫擋功率為5500W，正常工作時內部等效電路如圖乙所示，R1和R2是兩個電熱絲。某次小明用高溫擋淋浴時，水的初溫是20℃，淋浴頭的出水溫度為40℃，淋浴20min共用水100L。假設熱水器電熱絲正常工作且產生的熱量全部被水吸收。求：[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

（1）正常工作時電熱絲R1的阻值。

（2）該熱水器高溫擋功率。

（3）某次該熱水器低溫擋的實際功率為4455W，則實際電壓為多少。

Answer 1

【答案】（1）8.8；（2）7×103；（3）198。

【解析】

(1)由乙圖知，只閉合開關S1時，電路中只有R1工作，此時為低溫擋；同時閉合S1、S2時，兩電阻并聯，為高溫擋。低溫擋功率為5500W，由P=可得：

===8.8

(2)水的體積

V=100L=0.1m3

質量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg

水吸收的熱量：

Q吸=c水m（t2－t1）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（40℃－20℃）=8.4×106J

電熱絲工作產生的熱量全部被水吸收，所以電熱絲消耗的電能

W=Q吸=8.4×106J

所用時間

t=20min=1200s

高溫擋功率：

===7

(3)低溫擋工作時，只有開關S1閉合，由P=可知

=

則實際電壓：

===198V

答：(1)正常工作時電熱絲R1的阻值為8.8；

(2)該熱水器高溫擋功率7；

(3)某次該熱水器低溫擋的實際功率為4455W，則實際電壓為198V。