Question

11．如图为小明同学家安装的“电热水龙头”及其加热电路原理图，该水龙头的相关参数如表

额定功率	额定电压	最大出水量	安全措施
热水3.0kW 温水2.2kW	220V	2kg/min	水电分离高灵敏度热熔断器

（1）旋钮开关置于档位2时，水龙头放出的水是温（选填“冷”、“温”或“热”）水，此时，水龙头的工作电流是多大？
（2）以最大出水量放热水时，水龙头能将水温提高18℃，该水龙头的电热效率是多少？（c_水=4.2×10³J/kg•℃）

Answer 1

分析 （1）当开关处于位置2时，只有电阻R₁接入电路，电路电阻最大，功率最小，结合表格中热水、温水功率判断放出的是温水还是热水；
（2）由最大出水量可知每分钟流出水的质量，知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；又知道热水功率，利用W=Pt求消耗的电能，利用效率公式求此时该水龙头的电热效率．

解答 解：（1）当开关处于位置2时，只有电阻R₁接入电路，电路电阻最大，功率最小，可见此时放出的是温水；
（2）取t=1min，则水的质量m=2kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×18℃
=1.512×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt=3000W×60s=1.8×10⁵J，
此时该水龙头的电热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{5}J}{1.8×1{0}^{5}J}$×100%=84%．
答：（1）温；
（2）该水龙头的电热效率是84%．

点评 本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式、效率公式的应用，根据表格得出有用的信息是关键．