Question

【題目】冬天,小陽(yáng)家在洗手間里安裝了如圖甲所示的某款電熱水龍頭,即開(kāi)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(guò)旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)開(kāi)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(kāi)關(guān)置于1時(shí),水龍頭放出冷水。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)開(kāi)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)閉家中其他用電器,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(pán)轉(zhuǎn)過(guò)了40轉(zhuǎn),求放熱水的功率P熱。

（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?

Answer 1

【答案】（1）溫水 ；（2）4kW ； （3）30kW·h

【解析】試題分析：（1）開(kāi)關(guān)處于位置1時(shí)，電路斷路，R1、R2均沒(méi)有接入電路，放出來(lái)的是冷水，開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí)，電阻R1單獨(dú)接入電路，放出來(lái)的是溫水；（2）開(kāi)關(guān)處于位置3時(shí)，電阻R1和電阻R2并聯(lián)接入電路，總電阻比開(kāi)關(guān)處于位置2時(shí)小，電源電壓不變，由P=U2/R可知，水的功率：P熱=W熱/t=175kWh/123600h=4kW=4000W；（3）在圖2中，由P=U2/R可知：P1：P2=U2/R1：U2/R2=R2：R1=1：1， 由題知，P熱=P1+P2=4000W，所以P溫=P1=2000W，（2）電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)40r時(shí)，用電路消耗的電能：W熱=403000×1kWh=175kWh， 放熱W=W2-W1=（P熱-P溫）t=（4kW-2kW）×0．5h×30=30kWh。