Question

2．如圖甲是即熱式電熱水龍頭，圖乙是它的原理圖，通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動開關(guān)S在A、B、C之間接通對應(yīng)的電路，從而實現(xiàn)在冷水、溫水、熱水之間切換．水流經(jīng)電熱絲時，被加熱后流出．右表是它的相關(guān)技術(shù)參數(shù)．

產(chǎn)品名稱	即熱式電熱水龍頭
額定功率	溫水（1.1kW） 熱水（2.8kW）
額定電壓	220V
額定頻率	50HZ
額定水流量	1L/min

（1）當(dāng)它放熱水時，開關(guān)S應(yīng)該處于圖乙中C（選填“A”、“B”或“C”）位置．
（2）電熱絲R₁的阻值．
（3）當(dāng)它以額定水流量工作時，1min產(chǎn)生的熱水的質(zhì)量．
（4）如果進水口的水溫是10℃，龍頭正常出水時，放出熱水的水溫最高能達(dá)到多少℃？[設(shè)電熱絲產(chǎn)生熱量全部被水吸收．水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當(dāng)它放熱水時，電功率最大，總電阻最小，然后結(jié)合開關(guān)的觸點進行解答；
（2）S接B時電路為R₁的簡單電路、放溫水，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁的阻值；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，每分鐘水的流量，根據(jù)密度公式求出每分鐘放出水的質(zhì)量；
（4）根據(jù)Q=W=Pt求出每分鐘水吸收的最多熱量，然后根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出放出熱水的最高溫度．

解答 解：
（1）當(dāng)它放熱水時，電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路中的總電阻最小，故開關(guān)S應(yīng)該處于圖乙C的位置；
（2）由圖可知：S接B時，電路為R₁的簡單電路，放溫水，功率為P_溫=1.1kW=1100W，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得電熱絲R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{溫}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{1100W}$=44Ω；
（3）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得每分鐘放水質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg；
（4）每分鐘水吸收的最多熱量：
Q_吸=W=P_熱t=2800W×60s=1.68×10⁵J，
根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）可得放出熱水的水溫最高能達(dá)到：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{1.68×{10}^{5}J}{4.2×{10}^{3}J/（kg•℃）×1kg}$+10℃=50℃．
答：（1）C．
（2）電熱絲R₁的阻值為44Ω．
（3）當(dāng)它以額定水流量工作時，1min產(chǎn)生的熱水的質(zhì)量為1kg．
（4）如果進水口的水溫是10℃，龍頭正常出水時，放出熱水的水溫最高能達(dá)到50℃．

點評 本題考查電功、電功率以及熱量公式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是正確分析判斷出開關(guān)處于不同的位置時電熱水龍頭的檔位，并能對計算公式進行靈活變形．