Question

【題目】一般熱水器由加熱系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)和控水系統(tǒng)組成。某臺(tái)電熱水器銘牌部分信息已經(jīng)模糊，如圖a所示，其測(cè)溫系統(tǒng)可以簡化為如圖b所示的電路，電源為9V恒定電源，R1為4Ω定值電阻，R2為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖c所示。

（1）為估算電熱水器的額定功率，關(guān)閉其它用電器，讓熱水器正常工作1分鐘，觀察電能表，如圖d所示，轉(zhuǎn)動(dòng)了150轉(zhuǎn)，消耗電能多少kW·h，則電熱水器的額定功率是多少W。

（2）若已裝滿水的水箱溫度顯示75℃時(shí)突然停電，但不停水�，F(xiàn)有4人要洗浴，正值秋冬季節(jié)，需用40℃熱水洗浴，通過控水系統(tǒng)將10℃冷水和水箱中熱水進(jìn)行調(diào)配，請(qǐng)問每人平均用水量是多少L?（不計(jì)熱損失）

（3）控溫系統(tǒng)某時(shí)刻電壓表示數(shù)為4V，此時(shí)水箱中水溫是多少?

Answer 1

【答案】（1）0.05kW·h 3000W（2）32.5L （3） 60℃

【解析】

（1）熱水器消耗的電能W=kWh=0.05kWh，

熱水器的功率P===3kW=3000W;

（2）水箱內(nèi)水的溫度75℃，水的體積60L=0.06m3，由=得熱水的質(zhì)量：m熱=V=1.0103kg/m30.06m3=60kg, 將10℃冷水和水箱中熱水進(jìn)行調(diào)配,根據(jù)熱平衡方程可得：cm熱(t01t)=cm冷（tt02），冷水質(zhì)量m冷===70kg, 調(diào)配后水的質(zhì)量 m= m熱m冷=60kg70kg=130kg, 調(diào)配后水的體積：V===0.13m3=130L,

每人平均用水量:==32.5L;

（3）由圖b知，R1和R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1得電壓，控溫系統(tǒng)某時(shí)刻電壓表示數(shù)為4V, 電源為9V，則R2兩端的電壓為5V,串聯(lián)電路電流相等，I==,即=，解得R2=5Ω，

由圖c可知, R2與溫度t為一次函數(shù)關(guān)系，為0時(shí)，R2阻值為8Ω，溫度為80℃時(shí)，R2阻值為4Ω，R2隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系為：R=(8t) Ω；當(dāng)R2=5Ω時(shí)，解得 t=60℃.