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1.冬天到了,小陽(yáng)家的洗手間里安裝了如圖甲所示的某款電熱水龍頭,“即開即熱、冷熱兼用”.圖乙是它的簡(jiǎn)化工作原理圖,R1、R2為阻值不變的電熱絲.通過旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)開關(guān)S接通對(duì)應(yīng)的電路,從而實(shí)現(xiàn)冷水、溫水、熱水之間切換,當(dāng)開關(guān)置于1時(shí),水龍頭放出冷水.請(qǐng)完成下列問題:
(1)當(dāng)開關(guān)置于2時(shí),水龍頭放出的水是溫水還是熱水?
(2)由于電熱水龍頭的銘牌被遮擋住了,為了測(cè)出它放熱水時(shí)的功率,關(guān)閉家中其它用電器,在水龍頭放熱水時(shí),正常工作12s,小陽(yáng)觀察到標(biāo)有“3000r/(kW•h)”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了40轉(zhuǎn),求放熱水的功率P;
(3)已知電熱絲電阻R1:R2=1:1,如果小陽(yáng)家每天使用電熱水龍頭30min,那么用溫水比用熱水一個(gè)月(按30天計(jì)算)可以節(jié)約多少電能.

分析 (1)根據(jù)開關(guān)位置的改變,判斷出電路的連接情況,然后根據(jù)P=U2R判斷功率的大小,由此可知熱水或溫水的檔位;
(2)3000r/(kW•h)表示每消耗1kW•h的電能,轉(zhuǎn)盤就轉(zhuǎn)過3000r,據(jù)此求出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了40轉(zhuǎn)消耗的電能,根據(jù)P=Wt求出放熱水的功率;
(3)加熱時(shí)R1與R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=U2R求出兩電阻消耗的電功率關(guān)系,然后求出熱水功率和溫水功率,根據(jù)W=Pt求出用溫水比用熱水一個(gè)月可以節(jié)約的電能.

解答 解:(1)開關(guān)處于位置1時(shí),電路斷路,R1、R2均沒有接入電路,放出來的是冷水;
開關(guān)處于位置2時(shí)電路為R1的簡(jiǎn)單電路,開關(guān)處于位置3時(shí)R1、R2并聯(lián),
因電阻越并越小、小于任何一個(gè)分電阻,
所以,開關(guān)處于位置3時(shí)總電阻最小,
電源電壓不變,由P=U2R可知,開關(guān)處于位置3時(shí),電路中總電阻小,功率最大,放出的是熱水;
則開關(guān)處于位置2時(shí),電路中電阻比開關(guān)處于位置3電阻大,功率小,放出來的是溫水;
(2)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)40r時(shí),用電器消耗的電能:
W=403000kW•h=4.8×104J,
放熱水的功率:
P=Wt=4.8×104J12s=4000W;
(3)加熱時(shí)R1與R2并聯(lián),
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且R1:R2=1:1,
所以,由P=U2R可知,兩電阻消耗的電功率相等,
則P1=P2=P2=4000W2=2000W,
所以,熱水功率和溫水功率:
P=P1+P2=4000W=4kW,P=P1=2000W=2kW,
由P=Wt可得,用溫水比用熱水一個(gè)月可以節(jié)約的電能:
△W=W2-W1=(P-P)t=(4kW-2kW)×0.5h×30=30kW•h.
答:(1)當(dāng)開關(guān)置于2時(shí),水龍頭放出的水是溫水;
(2)放熱水的功率為4000W;
(3)用溫水比用熱水一個(gè)月可以節(jié)約30kW•h的電能.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、電功公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是電熱水龍頭處于不同檔位時(shí)電路連接方式的判斷,要注意電能表參數(shù)的含義.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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( �。�
A.一定是L1發(fā)生故障
B.一定是L2發(fā)生故障
C.若只有一個(gè)燈發(fā)生故障,則一定是L1 短路
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產(chǎn)品指標(biāo)參數(shù)
最大容量/L5
額定電壓/V220
電動(dòng)機(jī)功率/W200
最大功率/W750
(1)足浴盆的電熱絲R和電動(dòng)機(jī)既能獨(dú)立工作,也能同時(shí)工作,S1為溫控開關(guān),當(dāng)溫度低于某設(shè)定值時(shí),開關(guān)自動(dòng)閉合;當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時(shí),開關(guān)自動(dòng)斷開,則題中“1”、“2”、“3”接線柱連入圖2哪個(gè)局部電路,能使足浴盆按要求工作?A.

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=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)]
額定電壓 額定加熱功率 指示燈功率 袋內(nèi)充水 自動(dòng)斷電溫度
 220V 500W≤0.2W 1L 65℃
(1)給它通電,當(dāng)達(dá)到斷電溫度時(shí),水共吸收了2.1×105J的熱量,袋內(nèi)水的初溫是多少?
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