Question

（2011?濱湖區(qū)二模）星期天，小明和媽媽一起去買電熱水器，在眼花繚亂的商品中，售貨員極力推薦一種新型的即熱式電熱水器．售貨員介紹說這種即熱式電熱水器具有體積小、節(jié)能的優(yōu)點．
小明和媽媽把這種新型的即熱式電熱水器和傳統(tǒng)的儲水式電熱水器進行了對比，他們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的儲水式電熱水器有一個較大的水箱，當水箱內(nèi)的水達到合適的溫度才可以使用．而這種即熱式電熱水器沒有水箱．
（1）售貨員介紹的即熱式電熱水器的優(yōu)點是否可信？簡要說明理由．
（2）某品牌即熱式電熱水器的加熱器分別由四條阻值為R₁、R₂、R₃、R₄（R₁＜R₂＜R₃=R₄）的電熱絲通過多個檔位控制，得到多種不同的連接方式，但每種連接方式下最多只有2條電熱絲參與通電工作．現(xiàn)選取其中的四種連接方式如下圖所示，在這四種連接方式中，加熱功率最小的是

②

（只填序號）；若要得到比下圖中四種連接方式更大的加熱功率，你認為可以采取的連接方式是

將電熱絲R₁與R₂并聯(lián)

．

（3）小明打算選擇最大額定功率為4kW的即熱式電熱水器用作淋�。�已知一般淋浴所需熱水的流量為4～6L/min，若冬天淋浴需要將水溫升高40℃，通過計算說明小明選擇的這個熱水器是否合適？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），1L=10^-3m³]．

Answer 1

分析：（1）由于即熱式電熱水器無水箱、減少了直至溫度合適前以及溫度合適后等待過程散熱造成的能量損失，所以體積小、節(jié)能的優(yōu)點可信；
（2）根據(jù)P=UI=

U2

R

可知，當電阻最大時，電功率最��；當電阻最小、功率最大；據(jù)此分析；
（3）利用Q_放=W=Pt求電熱水器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量，若這些熱量全部被水吸收，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水的質量，再利用密度公式求水的體積，和“所需熱水的流量為4～6L/min”比較看是否合適．

解答：解：（1）①因為即熱式電熱水器無水箱，所以體積��；
②因為即熱式電熱水器和箱式電熱水器相比，減少了直至溫度合適前以及溫度合適后等待過程散熱造成的能量損失，所以節(jié)能；所以體積小、節(jié)能的優(yōu)點可信；
（2）由P=UI=

U2

R

可知，當電阻最大時，電功率最小，②中的電阻最大、功率最小；
  當電阻最小時，電功率最大，將兩個最小的電熱絲R₁與R₂并聯(lián)，并聯(lián)后的電阻最小、功率最大；
（3）∵P=

W

t

，
由題知，電熱水器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q_放=W=Pt=4000W×60s=2.4×10⁵J，
若這些熱量全部被水吸收，即Q_吸=Q_放，
∵Q_吸=cm△t，
∴水的質量：
m=

Q吸

c△t

=

2.4×106J

4.2×103J/(kg?℃)×40℃

≈1.43kg；
∵ρ=

m

V

，
∴V=

m

ρ

=

1.43kg

1×103kg/m3

=0.00143m³=1.43dm³=1.43L＜4L，
m/ρ=1.43kg/1.0×10³kg/m³=0.00143 m³=1.43d m³=1.43L＜4L，所以不合適．
答：（1）體積小、節(jié)能的優(yōu)點可信；
（2）②；將電熱絲R₁與R₂并聯(lián)；
（3）小明選擇的這個熱水器不合適．

點評：現(xiàn)在有很多新產(chǎn)品上市，有的售貨員夸大了新產(chǎn)品的優(yōu)點，要用學習的物理知識辨別售貨員的推薦是否正確，把物理運用到生活中，這是學習物理的宗旨．