Question

1．小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如表：回答下列问题：
（1）加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是并联的．
（2）该电热水器以2.0kW的功率工作75min，消耗的电能为多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
（3）当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
（4）如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm．装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？

（5）小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙），而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥．请你分析产生上述两种现象的原因．

Answer 1

分析 （1）当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是并联；
（2）根据W=Pt算出消耗的电能，根据I=$\frac{P}{U}$算出电流；
（3）根据m=ρV算出水的质量，根据G=mg算出水和电热水器的总重力；
（4）根据杠杆的平衡条件算出墙面对悬挂架的支持力；
（5）水蒸气遇冷液化成的小水珠．

解答 解：当二根加热棒同时工作时，总功率最大，总电阻最小，它们的连接方式是并联；
（2）工作时间t=75min=1.25h，
消耗的电能为：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW•h；
通过它的电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2000W}{220V}$=9.1A；
（3）装满水时V_水=65L=0.065m³
电热水器内水的质量为：m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×0.065m³=65kg；
电热水器受到的总重力是：G=（m_水+m_容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N；
（4）由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为F，
根据杠杆的平衡条件有：Fh=Gd
F×0.248m=880N×0.248m
解得F=880N；
（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠．
答：（1）并；（2）消耗的电能为2.5kWh；此时通过它的电流为9.1A；
（3）电热水器受到的总重力880N；
（4）墙面对悬挂架的支持力为880N；
（5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠．

点评 本题考查了电路的连接、电能、电流、质量、重力、杠杆的平衡条件、液化等知识，是一道综合题，但难度不大．