Question

6．即热式电热水器以出热水快，只需3秒钟即可；热水量不受限制，可连续不断供热水；体积小，外形精致等优点迅速占据市场．如图所示．
以下是某品牌即热式电热水器的铭牌

产品参数
型号	DSK75-528H
产品名称	即热式电热水器
最大功率	8000W
额定电压	220V-50Hz
电源线	≥4平方毫米
预设计温度	35-52℃
产品规格	33×22×8cm
防水等级	IP×4
水压力	0.02-0.08Mpa

（1）即热式电热水器是利用电流的热效应工作的；
（2）即热式电热水器在最大功率工作时电流是多少？
（3）若水管横截面积为6cm²，水管内水流速为10m/s，使用该热水器最大功率工作十五分钟，水温可以从15℃升高到40℃，求这个过程中热水器的加热效率；
（4）即热式电热水器与太阳能热水器相比，有什么优点和缺点．

Answer 1

分析 （1）电流的热效应就是把电能转化为内能．
（2）已知电热水器在最大功率，利用P=UI可求得工作时电流；
（3）根据水管横截面积，水管内水流速热水器最大功率工作十五分钟，利用密度公式可求得水的质量，然后利Q=cm△t求得水吸收的热量，再利用P=$\frac{W}{t}$可求得消耗的电能，最后用η=$\frac{Q}{W}$求得热水器的加热效率；
（4）从省时、效率等角度分析优点，从功率高的角度分析缺点．

解答 解：（1）电热水器是将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
（2）由P=UI可得，在最大功率工作时电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{8000W}{220V}$≈36.4A；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m/s×15×60s×6×10^-4m²=54kg，
水吸收热量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×54kg×（40℃-15℃）=5.67×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗电能W=Pt=8000W×15×60s=7.2×10⁶J，
加热效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{5.67×1{0}^{6}J}{7.2×1{0}^{6}J}$×100%=78.75%．
（4）优点：快速、省时、效率高；
缺点：功率高，需要大功率电能表和熔点较高的导线．
答：（1）热；
（2）即热式电热水器在最大功率工作时电流是36.4A；
（3）这个过程中热水器的加热效率为78.75%．
（4）优点：快速、省时、效率高；缺点：功率高，需要大功率电能表和熔点较高的导线．

点评 本题是一道电学与热学的综合计算题，熟练应用电功率变形公式、热量公式、电功公式、效率公式即可正确解题．