Question

小明家要購買一臺即熱式電熱水器（俗稱“過水熱”），替換原來的箱式電熱水器，它能使水溫在數秒內就達到適宜溫度．
（1）此熱水器與其它用電器是怎樣連接的？請說明你判斷的依據．
（2）這種“過水熱”的銘牌上注明：“220V、6000W”．當它正常工作時，通過它的電流是多少？
（3）南昌市生活用電的電費為0.6元/kW?h，如果他使用這種“過水熱”洗澡，每次累計通電時間是10分鐘．請你計算一下，他每次洗澡要花多少元？
（4）如果他每次洗澡水溫是從15℃升高到45℃，那么說明他洗一次澡，最少用去多少㎏的水？（不計熱損失，結果保留整數）

Answer 1

解：（1）為了與其它用電器相互不影響，熱水器與其它用電器應并聯連接．
（2））∵熱水器正常工作，
U_額=220V，P_額=6000W，
∴，正常工作時，通過它的電流為：I==≈27.3A．
（3）∵“過水熱”是純電阻，而P_額=6000W=6kW，t=10min=h，
∴Q=W=Pt=6kW×h=1kW?h，
每次用電費用0.6元/kW?h×1kW?h=0.6元．
（4）∵不計熱損失，
∴水吸收的熱量為：Q_吸=Q=1kW?h=3.6×10⁶J，
又∵△t=t-t₀=45℃-15℃=30℃，c=4.2×10³J/（kg?℃），
∴水的質量為：m==≈29kg．
答：（1）此熱水器與其它用電器是并聯的；為了與其它用電器相互不影響，熱水器與其它用電器應并聯連接．
（2）當它正常工作時，通過它的電流是27.3A．
（3）他每次洗澡要花0.6元．
（4）那么說明他洗一次澡，最少用去29kg的水．
分析：（1）家庭電路中的用電器應相互不影響，故應用并聯連接．
（2）根據“過水熱”的銘牌，可知道其額定電壓和額定功率，可利用公式I=求出當它正常工作時通過它的電流．
（3）知道“過水熱”的電功率和工作時間，可利用公式W=Pt計算出消耗的電能，又知道電費的價格，從而可以計算出他每次洗澡的花費．
（4）不計熱損失，知道“過水熱”消耗的電能，也就是水吸收的熱量，知道水的比熱容和溫度變化，可利用公式m=計算出水的質量．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，綜合考查了熱量的計算、電功率的計算，以及對公式和公式變形的理解和應用，與我們的生活息息相關，靈活選用公式是解題關鍵．