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明明家最近在装修新房子,卫生间里准备装一种电热水器,目前市面上有两种电热水器供家...

明明家最近在装修新房子,卫生间里准备装一种电热水器,目前市面上有两种电热水器供家中选择,一种是传统的预热式电热水器,如图甲,其部分参数如表.另一种是即热式电热水器,如图乙,它没有储水箱,体积小巧.冷水进入热水器后,分4~6路被大功率电热管加热,然后再汇合成一路从出水喷头流出,随着温度设定及出水量的不同,加热功率可从4000W~7000W变化.它较传统的热水器优点在于:即开即热;不开不加热,节能;且加热效率高达96%以上.请解答:
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预热式电热水器
额定电压220V
额定功率2000W
额定容量80kg
加热效率90%
(1)一般情况下,热水淋浴要求水温升高30℃,请计算预热式电热水器装满水后,正常工作将水加热到可以淋浴的温度,水需要吸收多少J的热量?需要通电加热多长时间?
(2)即热式电热水器的额定电压也是220V,请计算它在加热水达到最大功率时,家庭电路干路中增加的电流是多少A?(精确到0.1A)
(3)明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”.请分析他家能否安装这种即热式电热水器.若不能,还想安装如何解决.
(1)知道水的质量和温度的变化以及比热容,根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量;利用加热效率求出电流做的功,再根据W=Pt求出电热水器工作时间; (2)根据题意可知即热式电热水器的最大电功率,利用P=UI求出家庭电路干路中增加的电流; (3)比较即热式电热水器正常工作时的电流和电能表、空气开关、墙内导线允许的最大电流即可判断是否可用以及提出解决的办法. 【解析】 (1)水需要吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×80kg×30℃=1.008×107J, ∵ηW电=Q吸和W=Pt, ∴需要通电加热的时间: t===5600s; (2)即热式电热水器的最大电功率为7000W, 根据P=UI可得,家庭电路干路中增加的电流: I==≈31.8A; (3)∵31.8A>30A, ∴不能安装, 解决方案:将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的(或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的). 答:(1)水需要吸收1.008×107J的热量,需要通电加热5600s; (2)即热式电热水器达到最大功率时,家庭电路干路中增加的电流约为31.8A; (3)他家不能安装这种即热式电热水器;解决方案:将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的(或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的).
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考点分析:
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在电学的探究实验中:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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