问题 计算题

(6分) 如图甲是电热水龙头,“即开即热、冷热兼用”。如图乙是它的电路原理图,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间的切换。它的有关技术参数如下表。请回答下列问题:

(1)开关处于位置2时,它放出的是热水还是温水, 请简要说明理由。

(2)开关置于温水档时,每分钟可将14℃的冷水加热至32℃;开关置于热水档时,每分钟可将相同质量的水从14℃加热至50℃,求这两档水龙头的电热效率之比。

(3)根据题中获得的信息,请你从物理学角度就该水龙头“温”、“热”两档的使用进行对比评价。

答案

(1)开关处于位置2时,只有R1工作,此时水龙头的电功率小于R1、R2并联时的电功率,因此,它放出的是温水。

(2)7/10

(3)①使用热水档比使用温水档的电热效率高,更加节能。

  ②使用热水档比使用温水档的电流大,安全隐患更大。

题目分析:当开关置于温水档时,水龙头的效率为:η1=Q/W1=cm△t1/P1 t;当开关置于热水档时,说龙头的效率为:η2=Q/W2="cm" /P2 t。整理得,所以效率比为:

η12= P2△t1/ P1△t2=2800W×(32℃-14℃)/2000W×(50℃-14℃)=7/10。使用热水档时,相同时间内使初温和质量相同的水温度升高的高,放出的热量多,所以热效率高;但是使用热水档时,电功率较大,电路中电流大,安全隐患大。

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