Question

20．余楓家新買了一個(gè)電熱淋浴器，如圖所示，裝滿水后余楓的媽媽就要插到電路中使用．余楓發(fā)現(xiàn)后說：“別慌！”接著他看了淋浴器的銘牌（如表），然后看了家中的電能表（如圖所示），又看了家中此時(shí)正在工作的用電器有：40W燈兩個(gè)、200W電冰箱一臺(tái)、300W洗衣機(jī)一臺(tái)．

額定電壓	220V
額定功率	1600W
水箱容積	50L

（1）請(qǐng)你幫他計(jì)算說明，此時(shí)淋浴器還能接入電路中使用嗎？
（2）余楓給淋浴器通電50min后，觀察到淋浴器上溫度計(jì)示數(shù)由25℃上升到45℃，則淋浴器的加熱效率是多少？
（3）一天晚上，余楓用電熱淋浴器給水加熱，發(fā)現(xiàn)水升高相同的溫度比白天加熱的時(shí)間長，原因是：晚上一般為用電高峰期，電路的電壓較低．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)電路中的總功率等于各用電器的功率之和求出此時(shí)家庭電路的總功率，再根據(jù)P=UI求出電能表承受的最大功率，相比較即可判斷此時(shí)淋浴器是否還能接入電路中使用；
（2）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，由表格數(shù)據(jù)可知水的體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出水的質(zhì)量，利用Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出淋浴器的加熱效率；
（3）晚上一般為用電高峰期，電路的電壓較低．

解答 解：（1）若將淋浴器接入電路中，則電路的總功率：
P_總=40W×2+200W+300W+1600W=2180W，
電能表承受的最大功率：
P_大=UI=220V×10A=2200W，
因2200W＞218028W，
所以，可以接在電路中使用；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，淋浴器通電50min消耗的電能：
W=Pt₁=1600W×50×60s=4.8×10⁶J，
淋浴器內(nèi)水的體積：
V=50L=50dm³=5×10^-2m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-2m³=50kg，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（45℃-25℃）=4.2×10⁶J，
淋浴器的加熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{6}J}$×100%=87.5%；
（3）晚上一般為用電高峰期，電路的電壓較低，電熱淋浴器的實(shí)際功率較小，所以水升高相同的溫度比白天加熱的時(shí)間長．
答：（1）此時(shí)淋浴器還能接入電路中使用；
（2）淋浴器的加熱效率是87.5%；
（3）晚上一般為用電高峰期，電路的電壓較低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、密度公式、吸熱公式、效率公式的應(yīng)用等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的難度．