题目内容
（2011?惠山区模拟）在“家电下乡”现场，小聪看到某品牌的电热水器和燃气式快速热水器，铭牌如下：| 名称 | 预热式电热水器 |
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 1500W |
| 额定容量 | 60L |
| 额定电压 | 0.7Mpa |
| 名称 | 燃气快速热水器 |
| 使用燃气 | 液化石油气 |
| 额定热水产率 | 7L/min（温升30℃） |
| 热负荷 | 50MJ/h |
| 适用水压 | 0.02Mpa～1MPa |
7
7
L．电热水器装满水后，要使水温升高30℃，需提供7.56×106
7.56×106
J的热量[c水=4.2×103/（㎏?℃）]．要获得这么多热量，电热水器需正常工作的时间为5040
5040
S（假设电热水器产生的热量全部被水吸收）．（2）为了探究电热水器满足即开即用热水淋浴的条件，除热水器及附属的花洒喷头外．小聪找来了秒表、带刻度的大量筒、水桶、温度计、台秤（又叫磅秤）等器材．请你选择合适的器材，为小聪设计一个探究方案．要求写出所选的器材、方法，用测量的物理量及相关常量表示得出的结论．
探究方案：
打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
．
| c水m×30℃ |
| t |
打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
．
．| c水m×30℃ |
| t |
分析：（1）从铭牌中找出燃气快速热水器正常工作时，每分钟流出热水的体积；
知道电热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，再利用吸热公式求水吸收的热量；
若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W=Pt，知道电热水器的电功率P，据此求电热水器工作时间．
（2）要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，实验方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t．
知道电热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，再利用吸热公式求水吸收的热量；
若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W=Pt，知道电热水器的电功率P，据此求电热水器工作时间．
（2）要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，实验方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t．
解答：解：
（1）由铭牌的额定热水产率可知，燃气快速热水器正常工作时，每分钟流出热水7L，
电热水器装满水后水的体积：
V=60L=60×10-3m3，
∵ρ=
∴电热水器装满水后水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×60×10-3m3=60kg，
电热水器内水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×60kg×30℃=7.56×106J，
若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W，
∵P=
，电热水器正常工作，P=P额=1500W，
∴电热水器工作时间：
t=
=
=5040s．
（2）探究方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
．
故答案为：
（1）7；7.56×106；5040；
（2）打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
．
（1）由铭牌的额定热水产率可知，燃气快速热水器正常工作时，每分钟流出热水7L，
电热水器装满水后水的体积：
V=60L=60×10-3m3，
∵ρ=
| m |
| V |
∴电热水器装满水后水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×60×10-3m3=60kg，
电热水器内水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×60kg×30℃=7.56×106J，
若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W，
∵P=
| W |
| t |
∴电热水器工作时间：
t=
| W |
| P |
| 7.56×106J |
| 1500W |
（2）探究方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
| c水m×30℃ |
| t |
故答案为：
（1）7；7.56×106；5040；
（2）打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：P≥
| c水m×30℃ |
| t |
点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式、电功率公式的掌握和运用，是一道电学与热学的综合应用题，涉及到设计实验方案，属于难题．
练习册系列答案
亮点激活精编提优100分大试卷系列答案
相关题目
（2011?惠山区一模）如图是篮球碰到运动员脸上时的情景，这说明力可以使物体
（2011?惠山区一模）如图所示，铅笔的质量为6g，铅笔尾端的面积是0.4cm2，当两手指用4N的力从两端相向压住铅笔时，求：（1）铅笔受到的重力；（2）笔尾对手指的压强（取g=10N/kg）．