Question

18．小明和妈妈一起去买电热水器，发现现在市场上有一种如下页图甲所示名叫即热式电热水器．据产品说明书介绍，它有以下5大优点：①不需预热；②节能省电；③不易结水垢；④体积小巧；⑤水温恒定．

（1）假如该电热水器水箱内部结构如图乙所示，请问A、B两支管中谁是出热水的？
（2）假如小明家的电能表表盘如图丙所示，且小明家购买最大额定功率为8kW的即热式电热水器，请通过计算回答小明家是否需要更换电能表？
（3）妈妈打算选择最大额定功率为3kW的即热式电热水器用作淋浴．已知-般淋浴所需热水的流量为4～6L/min，水的比热容为4.2×l0³J/（kg•℃），若冬天淋浴需要将水温升高30℃，请通过计算说明妈妈选择的这个热水器是否合适？

Answer 1

分析 （1）根据热水和冷水的密度特点分析．
（2）由即热式电热水器的额定电功率和额定电压，求出额定电流和电能表的额定电流比较，判断电能表是否合适．
（3）电流做功等于水吸收的热量列出等式 W=Q，Pt=cm△t=cρV△t，求出实际流量$\frac{V}{t}$，和一般淋浴所需热水的流量为4～6L/min，进行比较说明妈妈选择的这个热水器是否合适．

解答 解：（1）由于热水密度比冷水的密度小，热水会在冷水的上方，则水平位置高的A管口，应为出热水的．
（2）由P=UI得该热水器工作电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{8000W}{220V}$=36.36A＞20A
故需要更换电能表．
（3）因为电流做功等于水吸收的热量即：W=Q，
则Pt=cm△t=cρV△t
流量：
$\frac{V}{t}$=$\frac{P}{cρ△t}$=$\frac{3000W}{4.2×{10}^{3}J/（kg•℃）×1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×30℃}$
=$\frac{1}{4.2×{10}^{4}}$m³/s=$\frac{1}{4.2×{10}^{4}}$×$\begin{array}{c}\\ \frac{1×{10}^{3}L}{\frac{1}{60}min}\end{array}\right.$=1.43L/min＜4L/min
所以，这个热水器不合适．
答：（1）A支管中是出热水的；
（2）小明家需要更换电能表；
（3）选择的这个热水器不合适．

点评 现在有很多新产品上市，有的售货员夸大了新产品的优点，要用学习的物理知识辨别售货员的推荐是否正确，把物理运用到生活中，这是学习物理的宗旨．