Question

在“家电下乡”现场，小聪看到某品牌的电热水器和燃气式快速热水器，铭牌如下：

(1)一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，则该燃气快速热水器(如图)正常工作时，每分钟流出热水______________L。电热水器装满水后，要使水温升高30^。C，需提供______J的热量[c_水=4．2×10³／(㎏·℃)]。要获得这么多热量，电热水器需正常工作的时间为____________S(假设电热水器产生的热量全部被水吸收)。

(2)为了探究电热水器满足即开即用热水淋浴的条件，除热水器及附属的花洒喷头外。小聪找来了秒表、带刻度的大量筒、水桶、温度计、台秤(又叫磅秤)等器材。请你选择合适的器材，为小聪设计一个探究方案。要求写出所选的器材、方法，用测量的物理量及相关常量表示得出的结论。

探究方案：

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Answer

（1）7.56×106，5040；（2）电热水器的额定功率小；本题有多种解法。现提供一种解法；方法：打开喷头，按秒表计时的同时将喷头向水桶喷水。一段时间后，按秒表停止计时并将喷头移出水桶。用磅秤称出水桶中水的质量m,从秒表读出时间t.已知c水和谁的温升△t=30℃,P≥Q/t=30c水m/t就是电热水器即开即用热水淋浴的条件。

【解析】

试题分析：从铭牌中找出燃气快速热水器正常工作时，每分钟流出热水的体积；

知道电热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，再利用吸热公式求水吸收的热量；

若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W=Pt，知道电热水器的电功率P，据此求电热水器工作时间．要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，实验方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t．（1）由铭牌的额定热水产率可知，燃气快速热水器正常工作时，每分钟流出热水7L，

电热水器装满水后水的体积：

V=60L=60×10-3m3，∴电热水器装满水后水的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×60×10-3m3=60kg，

电热水器内水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×60kg×30℃=7.56×106J，

若电热水器产生的热量全部被水吸收，即Q吸=W，

∵，电热水器正常工作，P=P额=1500W，

∴电热水器工作时间：

．

（2）探究方案：打开喷头向水桶喷，用秒表计时开始，一段时间后，喷头移出水桶，停止计时，用磅秤称出水桶中水的质量m，从秒表读出时间t；已知水的比热容和水温度的升高值（△t=30℃），要电热水器即开即用，要满足的条件：Q放=W=Pt≥Q吸=c水m△t，即：

考点：本题考查电功与热量的综合计算、控制变量法与探究性实验方案