题目内容
7．明明家最近在装修新房子，卫生间里准备装一种电热水器，目前市面上有两种电热水器供家中选择，一种是传统的预热式电热水器，如图甲，其部分参数如表．另一种是即热式电热水器，如图乙，它没有储水箱，体积小巧．冷水进入热水器后，分4～6路被大功率电热管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从4000W～7000W变化．它较传统的热水器优点在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达90%以上．请解答：
| 预热式电热水器 | |
| 额定电压 | 220V |
| 额定功率 | 2000W |
| 额定容量 | 80kg |
| 加热效率 | 90% |
（2）即热式电热水器的额定电压也是220V，请计算它在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少A？（精确到0.1A）
分析 （1）由Q=cm△t计算后，正常工作使水温升高30℃吸收的热量；由Q=90%W=Pt计算需要通电加热多长时间；
（2）由P=UI计算家庭电路干路中增加的电流．
解答 解：
（1）由表格数据可知预热式电热水器装满水的质量是80kg，水温升高30℃吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×80kg×30℃=1.008×107J；
加热通电产生热量90%W=Q，由P=$\frac{W}{t}$可得加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{0.9×2000W}$=5600s；
（2）由P=UI可得即热式电热水器以最大功率加热时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{7000W}{220V}$≈31.8A，
家庭电路中各用电器是并联的，根据并联电路的电流特点可知家庭电路干路中增加的电流为31.8A．
答：（1）水温升高30℃，预热式电热水器装满水后，水需要吸收1.008×107J的热量，需要通电加热时间5600s；
（2）即热式电热水器在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是31.8A．
点评 本题考查了热量计算、电功率公式的应用，从参数表中获取有用的信息，熟练运用公式就能解题．
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（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是做功冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量，这些能量能产生2.76×106 J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=$\frac{nqm}{F}$（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示，效率用η表示）
（4）为了安全，汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
请在图丙中描点作出s-v2图象，写出s和v的定量关系式s=$\frac{{v}^{2}}{8}$，当轿车速度为16m/s时对应的制动距离是32m．
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是做功冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的比热容较大．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量，这些能量能产生2.76×106 J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s=$\frac{nqm}{F}$（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示，效率用η表示）
（4）为了安全，汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 速度/（m?s-1） | 2 | 4 | 6 | 8 |
| 制动距离/m | 0.50 | 2.00 | 4.50 | 8 |