Question

无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图．

（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水．请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关．

（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作．图中顶杆必须具有很好的 性才能防止漏电．

（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？

Answer 1

 解：（1）经分析可知，两电热丝可以独立工作，且各有一个开关控制，故温控器内的两个开关如下图方式连接：

（2）为防止漏电，水压控制开关的顶杆必须具有很好的绝缘性；

（3）设加热时间t=1min，则加热水的体积：

V=4.5L=4.5dm³=4.5×10^﹣3m³，

由ρ=可得，加热水的质量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×4.5×10^﹣3m³=4.5kg，

水吸收的热量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）

=4.2×10³J/（kg•℃）×4.5kg×（38℃﹣5℃）

=6.237×10⁵J，

消耗的电能：

W=UIt=220V×52.5A×60s=6.93×10⁵J，

则加热效率：

η=×100%=×100%=90%，

每分钟消耗的电能一定，即水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，即减小进入热水器的冷水的流量．

答：（1）如上图所示；

（2）绝缘；

（3）该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量．