Question

【題目】冬天,小陽家在洗手間里安裝了如圖甲所示的某款電熱水龍頭,即開即熱、冷熱兼用。圖乙是它的簡化工作原理圖,R1、R2為阻值不變的電熱絲。通過旋轉手柄帶動開關S接通對應的電路,從而實現冷水、溫水、熱水之間切換,當開關置于1時,水龍頭放出冷水。請完成下列問題：

（1）當開關置于2時,水龍頭放出的水是溫水還是熱水?

（2）由于電熱水龍頭的銘牌被遮擋住了,為了測出它放熱水時的功率,關閉家中其他用電器,在水龍頭放熱水時,正常工作12s,小陽觀察到標有“3000r/（kW·h）”字樣的電能表轉盤轉過了40轉,求放熱水的功率P熱。

（3）已知電熱絲電阻R1∶R2=1∶1,如果小陽家每天使用電熱水龍頭30min,那么用溫水比用熱水一個月（按30天計算）可以節約多少電能?

Answer 1

【答案】（1）溫水 ；（2）4kW ； （3）30kW·h

【解析】試題分析：（1）開關處于位置1時，電路斷路，R1、R2均沒有接入電路，放出來的是冷水，開關處于位置2時，電阻R1單獨接入電路，放出來的是溫水；（2）開關處于位置3時，電阻R1和電阻R2并聯接入電路，總電阻比開關處于位置2時小，電源電壓不變，由P=U2/R可知，水的功率：P熱=W熱/t=175kWh/123600h=4kW=4000W；（3）在圖2中，由P=U2/R可知：P1：P2=U2/R1：U2/R2=R2：R1=1：1， 由題知，P熱=P1+P2=4000W，所以P溫=P1=2000W，（2）電能表的轉盤轉動40r時，用電路消耗的電能：W熱=403000×1kWh=175kWh， 放熱W=W2-W1=（P熱-P溫）t=（4kW-2kW）×0．5h×30=30kWh。