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电热淋浴器是家庭常用电器之一.对于这种热器,曾有过两种设计方案:一种方案是“预热...

电热淋浴器是家庭常用电器之一.对于这种热器,曾有过两种设计方案:一种方案是“预热式”(带有储水箱);另一种方案是“即热式”(没有储水箱)
预热式电热淋浴器的特点是:先用较长时问对储水箱中的水加热.待水温达到要求后,从水箱中放水淋浴
“即热式”电热淋浴器的特点是:只要自来水管中的凉水流经电加热器,温度就能达到要求,可直接喷淋洗浴.
毫无疑问,后一种方案比前一种方案具有更快捷、方便的特点,理应采用后一种方案.但是,科技人员在经过相关调查和计算后还是选择了前一种方案.大多数家庭电路的额定工作电流一般在5~20A;计算参数是:凉水温度设为15℃,淋浴热水温度设为40℃,淋浴水流量设为4L/min,电能转化为水的内能的效率为80%.
请你根据上述相关数据和信息,回答下列问题.
(1)l min流过电热淋浴器热水的质量;
(2)在1min内流过淋浴器的水吸收的热量;
(3)请通过计算和分析说明科技人员否定后一种设计方案的理由.
(1)已知淋浴水流量,可求1min流过电热淋浴器热水的体积,再根据密度公式求出水的质量; (2)已知水的质量和温度的变化,根据Q=cm△t求出在1min内流过淋浴器的水吸收的热量; (3)水吸收的热量和消耗电能产生的热量之比为电能转化为水的内能的效率,据此求出1min内消耗的电能,再根据P=求出电热淋浴器的电功率,利用P=UI求出其正常工作时的电流,然后与大多数家庭电路的额定工作电流相比较即可得出答案. 【解析】 (1)1min流过电热淋浴器热水的体积: V=1min×4L/min=4L, 根据ρ=可得: 水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg; (2)在1min内流过淋浴器的水吸收的热量: Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(40℃-15℃)=4.2×105J; (3)∵电能转化为水的内能的效率为80%, ∴1min内消耗的电能W===5.25×105J, 电热淋浴器的电功率: P===8750W, 根据P=UI可得: 正常工作时的电流I==≈39.8A>20A, 所以科技人员否定后一种设计方案. 答:(1)1min流过电热淋浴器热水的质量为4kg; (2)在1min内流过淋浴器的水吸收的热量4.2×105J; (3)因电热淋浴器正常工作时的电流明显大于家庭照明电路一般允许通过的最大电流20A,所以家庭中不宜使用即热式电热淋浴器.
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考点分析:
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班级同学们做“测量小灯泡电功率”的实验探究,设计电路如图所示,实验室可提供下列器材:
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R(阻值0-20Ω)
D.电阻为6Ω的待测灯泡L(电阻随温度变化不计)
E.干电池若干
F.开关S及导线若干
(1)一位同学利用实验室提供的器材连接了如图所示的电路,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为______A;加在灯泡两端的最大电压为______V;
(2)若该同学所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A,实验要求测量时通过灯炮的电流至少为电流表满刻度的三分之一,则测出的灯泡的功率范围只能是______
(3)该同学连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表无示数.为查出电路故障,该同学进一步观察并检查电路,当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时,该同学结合前面的观察.就可以判断出电路的故障:
如果该同学观察到______,则故障是______;如果该同学观察到______,则故障是______
(4)排除故障后,该同学继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格,你认为这张表格的设计是______(正确/错误)的.理由是:______
次数U/VI/AP/W平均值P/W
1
2
3


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实验小组钩码重G/N动滑轮重G/N拉力F/N滑轮组的机械效率η
120.31.160.6%
220.41.2______ 
(1)在表中空白处写出机械效率的值;
(2)分析以上实验数据,可得出影响滑轮组机械效率的主要因素是______
(3)小聪在完成该实验后猜想:滑轮组的机械效率可能还与钩码重有关.请你设计一个实验方案探究这乙猜想,要求写出简要的实验步骤.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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