某工厂设计了两种淋浴器，一种是淋浴时电流直接对流动的水加热；另一种则是备有水箱，待水箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴，按一般淋浴要求：淋浴器水流量约为10L/
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某工厂设计了两种淋浴器，一种是淋浴时电流直接对流动的水加热；另一种则是备有水箱，待水箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴，按一般淋浴要求：淋浴器水流量约为10L/min，合适的水温约50℃，用水时间约为5min，加热前的水温按20℃考虑，一般家庭供电电路允许的最大电流为20A．请根据以上情况和要求完成：
（1）按淋浴器用水的流量为10L/min，每分钟用水多少kg？
（2）电加热器的效率为70%，他一次淋浴约消耗多少电能？
（3）通过具体的计算，结合数据分析论证哪一种淋浴器不适合一般家庭选用？ |
答案
（1）淋浴器每分钟用水体积为：V=10L/min×1min=10L=10-2m3
用水质量为：m=ρV=1×103kg/m3×10-2m3=10 kg
答：淋浴器每分钟用水质量为10kg．
（2）一次淋浴需要5min，水从20℃升高到50℃需要吸收的热量为：Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×5×（50℃-20℃）=6.3×106J
因为电加热效率是70%，所以消耗的电能：W===9×106J
答：一次淋浴约消耗电能是9×106J．
（3）若选用电流直接加热，按一次淋浴消耗电能约9×106J，而每次淋浴时间5min则电路提供的电功率为：P===30000W=30kW
一般家庭不可能达到30kW电功率，所以电流直接加热型电热淋浴器不适合． |
举一反三
| 某工厂共有电灯1000盏，都是60瓦的普通照明灯泡，平均每天用电12小时，如果都改用40瓦的日光灯，不但节省电，且比原来更亮，该厂一年（365天）可节约多少度电？ |
| 电灯上标有“220V 40W”的字样，它表示______，1千瓦时的电能，能使它正常工作______小时． |
| 营山中学校教室及教师办公室里共有电灯1000盏，在电压为220V不变的情况下，都是用“220V 60W”的普通照明灯泡，平均每天用电8小时．如果将普通照明灯泡改用“220V 40W”的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了．请你算算，该校一学期（150天）可节约多少千瓦时的电？ |
| 在物理课外活动中，李乐同学实地测定了他家里的电冰箱每天消耗的电能．具体操作方法是：首先，他用时钟测出电冰箱在20min内持续工作了6min，从而求出了冰箱的“工作时间系数”（在某段时间内电冰箱的实际工作时间与这段时间的比值）η=______；然后，计算出这台电冰箱每天（24h）的工作时间t=______h；最后，根据电冰箱铭牌上所标明的额定功率P=150W，计算出此冰箱每天消耗的电能W=______kWh． |
| 电视广播信号可通过通讯卫星覆盖全球，它是用______波传递信息的．MP3随身听以其独特的魅力成为年轻人的时尚，若MP3正常工作时的功率为0.01W，则连续播放100s，消耗的电能为______J．它允许使用充电电池，则在电池充电过程中是将______能转化为化学能． |
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