Question

6．即熱式電熱水器以出熱水快，只需3秒鐘即可；熱水量不受限制，可連續(xù)不斷供熱水；體積小，外形精致等優(yōu)點(diǎn)迅速占據(jù)市場(chǎng)．如圖所示．
以下是某品牌即熱式電熱水器的銘牌

產(chǎn)品參數(shù)
型號(hào)	DSK75-528H
產(chǎn)品名稱(chēng)	即熱式電熱水器
最大功率	8000W
額定電壓	220V-50Hz
電源線(xiàn)	≥4平方毫米
預(yù)設(shè)計(jì)溫度	35-52℃
產(chǎn)品規(guī)格	33×22×8cm
防水等級(jí)	IP×4
水壓力	0.02-0.08Mpa

（1）即熱式電熱水器是利用電流的熱效應(yīng)工作的；
（2）即熱式電熱水器在最大功率工作時(shí)電流是多少？
（3）若水管橫截面積為6cm²，水管內(nèi)水流速為10m/s，使用該熱水器最大功率工作十五分鐘，水溫可以從15℃升高到40℃，求這個(gè)過(guò)程中熱水器的加熱效率；
（4）即熱式電熱水器與太陽(yáng)能熱水器相比，有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）電流的熱效應(yīng)就是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）已知電熱水器在最大功率，利用P=UI可求得工作時(shí)電流；
（3）根據(jù)水管橫截面積，水管內(nèi)水流速熱水器最大功率工作十五分鐘，利用密度公式可求得水的質(zhì)量，然后利Q=cm△t求得水吸收的熱量，再利用P=$\frac{W}{t}$可求得消耗的電能，最后用η=$\frac{Q}{W}$求得熱水器的加熱效率；
（4）從省時(shí)、效率等角度分析優(yōu)點(diǎn)，從功率高的角度分析缺點(diǎn)．

解答 解：（1）電熱水器是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流的熱效應(yīng)工作的；
（2）由P=UI可得，在最大功率工作時(shí)電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{8000W}{220V}$≈36.4A；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m/s×15×60s×6×10^-4m²=54kg，
水吸收熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×54kg×（40℃-15℃）=5.67×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗電能W=Pt=8000W×15×60s=7.2×10⁶J，
加熱效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{5.67×1{0}^{6}J}{7.2×1{0}^{6}J}$×100%=78.75%．
（4）優(yōu)點(diǎn)：快速、省時(shí)、效率高；
缺點(diǎn)：功率高，需要大功率電能表和熔點(diǎn)較高的導(dǎo)線(xiàn)．
答：（1）熱；
（2）即熱式電熱水器在最大功率工作時(shí)電流是36.4A；
（3）這個(gè)過(guò)程中熱水器的加熱效率為78.75%．
（4）優(yōu)點(diǎn)：快速、省時(shí)、效率高；缺點(diǎn)：功率高，需要大功率電能表和熔點(diǎn)較高的導(dǎo)線(xiàn)．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合計(jì)算題，熟練應(yīng)用電功率變形公式、熱量公式、電功公式、效率公式即可正確解題．