Question

16．如圖甲是電熱水龍頭，“即開即熱、冷熱兼用”．如圖乙是它的電路原理圖，R₁、R₂為電熱絲，通過(guò)旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)開關(guān)S在1、2、3之間接通對(duì)應(yīng)的電路，從而實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間的切換．它的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如表．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）開關(guān)處于位置2時(shí)，它放出的是熱水還是溫水，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．
（2）開關(guān)置于熱水檔時(shí)，每分鐘可將質(zhì)量1kg的水從10℃加熱至38℃，求水龍頭熱水檔的電熱效率．（已知水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））

額定功率	溫水	2kW
	熱水	2.8kW
額定電壓		220V
額定頻率		50Hz

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)處于不同位置時(shí)，分析電阻的接入方式，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷放出的是溫水還是熱水；
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量（有用能量）；又知道熱水功率，利用W=Pt求消耗的電能（總能量），利用效率公式求此時(shí)該水龍頭的電熱效率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電路電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路功率最小，因此此時(shí)放出的是溫水；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（38℃-10℃）=1.176×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可知，消耗的電能：W=Pt=2800W×60s=1.68×10⁵J，
此時(shí)該水龍頭的電熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.176×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{5}J}$×100%=70%．
答：（1）當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電路電阻最大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電路功率最小，因此此時(shí)放出的是溫水；
（2）此時(shí)該水龍頭的電熱效率是70%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電能和電功率的計(jì)算，靈活利用電功率的推導(dǎo)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$是關(guān)鍵．