(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
题型:不详难度:来源:
(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。 |
解析
试题分析:当开关置于温水档时,水龙头的效率为:η1=Q吸/W1=cm△t1/P1 t;当开关置于热水档时,说龙头的效率为:η2=Q吸/W2="cm" /P2 t。整理得,所以效率比为: η1/η2= 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。 |
举一反三
为了比较沙子和水吸热升温现象,小明做了如图所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的沙子和水,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表: (1)在此实验中,用加热时间的长短来表示沙子和水 .
(2) 分析表中的实验数据可知:质量相同的沙子和水,升高相同的温度,水吸收的热量 (选填”大于”或”小于”)沙子吸收的热量. (3) 根据表中数据可以可以推想,如果给质量相同的沙子和水加热相同的时间,则 升高的温度会更高些,两者增加的内能比较: 。 |
(8分)下表是小强家电热水壶的部分铭牌,他利用所学的知识进行了以下测量和操作。电热水壶内装满水,正常工作5min水温由20℃升高到90℃。请你计算:
(1)水吸收的热量是多少? (2)电水壶正常工作时的电流多大? (3)电水壶正常工作5min消耗多少电能? 比较(1)和(3)的计算结果,你有什么发现?并做出简单解释。 (4)按照国家规定的标准,电热水壶使用的电源连接线不能过长,横截面积不能过小。小强仔细观察了家里的一些大功率用电器,如空调、电暖气的电源线也有这样的特点,请结合焦耳定律解释这样规定的原因。 |
在标准大气压下,将0.2kg水从25℃加热至沸腾需吸收的热量是________ J。(C水= 4.2×103J/(kg·℃)) |
空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置。其工作原理是:空气能热水器在工作时,从空气中吸收的热量为Q,消耗的电能为W,通过热交换使水吸收的热量为Q吸,即Q吸=Q+W。已知某型号的空气能热水器电功率为1400W,工作时消耗的电能W是水吸收热量Q吸的四分之一,当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时。 [水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),干木柴的热值为1.2×107J/kg]
求:(1)水吸收的热量; (2)水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所放出的热量; (3)完成上述加热过程所用的时间。 |
某太阳能热水器装有100kg、初温为20°C的冷水,经过一天的太阳照射,水温升高到65°C,则这些水吸收的热量等于完全燃烧 m3天然气所放出的热量;假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量,则通电的时间为 s.[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·°C)、天然气的热值为4.2×107J/m3] |
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