Question

（2011?濱湖區(qū)二模）星期天，小明和媽媽一起去買電熱水器，在眼花繚亂的商品中，售貨員極力推薦一種新型的即熱式電熱水器．售貨員介紹說(shuō)這種即熱式電熱水器具有體積小、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)．
小明和媽媽把這種新型的即熱式電熱水器和傳統(tǒng)的儲(chǔ)水式電熱水器進(jìn)行了對(duì)比，他們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的儲(chǔ)水式電熱水器有一個(gè)較大的水箱，當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到合適的溫度才可以使用．而這種即熱式電熱水器沒(méi)有水箱．
（1）售貨員介紹的即熱式電熱水器的優(yōu)點(diǎn)是否可信？簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．
（2）某品牌即熱式電熱水器的加熱器分別由四條阻值為R₁、R₂、R₃、R₄（R₁＜R₂＜R₃=R₄）的電熱絲通過(guò)多個(gè)檔位控制，得到多種不同的連接方式，但每種連接方式下最多只有2條電熱絲參與通電工作．現(xiàn)選取其中的四種連接方式如下圖所示，在這四種連接方式中，加熱功率最小的是

②

（只填序號(hào)）；若要得到比下圖中四種連接方式更大的加熱功率，你認(rèn)為可以采取的連接方式是

將電熱絲R₁與R₂并聯(lián)

．

（3）小明打算選擇最大額定功率為4kW的即熱式電熱水器用作淋�。�已知一般淋浴所需熱水的流量為4～6L/min，若冬天淋浴需要將水溫升高40℃，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明小明選擇的這個(gè)熱水器是否合適？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），1L=10^-3m³]．

Answer 1

分析：（1）由于即熱式電熱水器無(wú)水箱、減少了直至溫度合適前以及溫度合適后等待過(guò)程散熱造成的能量損失，所以體積小、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)可信；
（2）根據(jù)P=UI=

U2

R

可知，當(dāng)電阻最大時(shí)，電功率最�。划�(dāng)電阻最小、功率最大；據(jù)此分析；
（3）利用Q_放=W=Pt求電熱水器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量，若這些熱量全部被水吸收，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量，再利用密度公式求水的體積，和“所需熱水的流量為4～6L/min”比較看是否合適．

解答：解：（1）①因?yàn)榧礋崾诫姛崴�器無(wú)水箱，所以體積小；
②因?yàn)榧礋崾诫姛崴�器和箱式電熱水器相比，減少了直至溫度合適前以及溫度合適后等待過(guò)程散熱造成的能量損失，所以節(jié)能；所以體積小、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)可信；
（2）由P=UI=

U2

R

可知，當(dāng)電阻最大時(shí)，電功率最小，②中的電阻最大、功率最小；
  當(dāng)電阻最小時(shí)，電功率最大，將兩個(gè)最小的電熱絲R₁與R₂并聯(lián)，并聯(lián)后的電阻最小、功率最大；
（3）∵P=

W

t

，
由題知，電熱水器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q_放=W=Pt=4000W×60s=2.4×10⁵J，
若這些熱量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放，
∵Q_吸=cm△t，
∴水的質(zhì)量：
m=

Q吸

c△t

=

2.4×106J

4.2×103J/(kg?℃)×40℃

≈1.43kg；
∵ρ=

m

V

，
∴V=

m

ρ

=

1.43kg

1×103kg/m3

=0.00143m³=1.43dm³=1.43L＜4L，
m/ρ=1.43kg/1.0×10³kg/m³=0.00143 m³=1.43d m³=1.43L＜4L，所以不合適．
答：（1）體積小、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)可信；
（2）②；將電熱絲R₁與R₂并聯(lián)；
（3）小明選擇的這個(gè)熱水器不合適．

點(diǎn)評(píng)：現(xiàn)在有很多新產(chǎn)品上市，有的售貨員夸大了新產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，要用學(xué)習(xí)的物理知識(shí)辨別售貨員的推薦是否正確，把物理運(yùn)用到生活中，這是學(xué)習(xí)物理的宗旨．