题目内容

【题目】冬天,小阳家在洗手间里安装了如图甲所示的某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用。图乙是它的简化工作原理图,R1、R2为阻值不变的电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换,当开关置于1时,水龙头放出冷水。请完成下列问题:

(1)当开关置于2时,水龙头放出的水是温水还是热水?

(2)由于电热水龙头的铭牌被遮挡住了,为了测出它放热水时的功率,关闭家中其他用电器,在水龙头放热水时,正常工作12s,小阳观察到标有“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘转过了40转,求放热水的功率P热。

(3)已知电热丝电阻R1∶R2=1∶1,如果小阳家每天使用电热水龙头30min,那么用温水比用热水一个月(按30天计算)可以节约多少电能?

【答案】(1)温水 ;(2)4kW ; (3)30kW·h

【解析】试题分析:(1)开关处于位置1时,电路断路,R1、R2均没有接入电路,放出来的是冷水,开关处于位置2时,电阻R1单独接入电路,放出来的是温水;(2)开关处于位置3时,电阻R1和电阻R2并联接入电路,总电阻比开关处于位置2时小,电源电压不变,由P=U2/R可知,水的功率:P热=W热/t=175kWh/123600h=4kW=4000W;(3)在图2中,由P=U2/R可知:P1:P2=U2/R1:U2/R2=R2:R1=1:1, 由题知,P热=P1+P2=4000W,所以P温=P1=2000W,(2)电能表的转盘转动40r时,用电路消耗的电能:W热=403000×1kWh=175kWh, 放热W=W2-W1=(P热-P温)t=(4kW-2kW)×0.5h×30=30kWh。

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