Question

【題目】小張家新安裝了一臺如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器．平常使用太陽能，在陽光不足時，用電熱絲輔助加熱．熱水器名牌如下．

××牌熱水器
型號HM﹣20	集熱管數28支	額定頻率50Hz
水箱容積200L	集熱管管長180cm	額定電壓220V
防水等級A	系統承壓3.0MPa	額定功率4400W

（l）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流各是多少？

（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了多少熱量？

（3）由于寒冷陰雨，太陽能熱水器只將水加熱到30℃，現要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作多長時間？（設電能全部轉化為內能）

Answer 1

【答案】（1）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流各是11Ω、20A；

（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了2.52×107J；

（3）現要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作3818s的時間

【解析】試題分析：

（1）由于電熱水器正常工作，

則U=U額=220V，P=P額=4400W；

由P=IU可得：

電熱水器正常工作時的電流：

I===20A；

熱水器電熱絲的電阻：

R===11Ω；

（2）由ρ=得水的質量：

m=ρ水V=1000kg/m3×200×10﹣3m3=200kg；

吸收太陽的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×200kg×（50℃﹣20℃）=2.52×107J；

（3）水從30℃加熱到50℃吸收的熱量：

Q吸′=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×200kg×（50℃﹣30℃）=1.68×107J，

由題知，W電=Q吸′，

則電加熱器正常工作時間：

t==≈3818s．

答：（1）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流各是11Ω、20A；

（2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了2.52×107J；

（3）現要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作3818s的時間．