Question

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，售貨員極力推薦的一種電熱水器引起了小明的注意．這種電熱水器叫即熱式電熱水器，又叫快熱式電熱水器．售貨員熟練地說出了以下5條優(yōu)點：①不需預熱；②節(jié)能省電；③不易結水垢；④體積小巧；⑤水溫恒定．果真如此嗎？小明和媽媽把這種新型的熱水器和傳統(tǒng)熱水器進行了對比，他們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的熱水器有一個較大的水箱，當水箱內的水達到合適的溫度才可以使用．而這種電熱水器沒有水箱．第4條優(yōu)點是顯然的．其他4條優(yōu)點可信嗎？
（1）請你從上面其余4條優(yōu)點中，任選1條說明是否可信以及理由．
（2）小明家的電能表表盤如圖所示，若小明家購買最大額定功率為8kW的即熱式電熱水器，通過計算回答小明家是否需要更換電能表？
（3）媽媽打算選擇最大額定功率為3kW的即熱式電熱水器用作淋浴．已知一般淋浴所需熱水的流量為4～6L/min，水的比熱容為4.2×1O³J/（kg．℃），若冬天淋浴需要將水溫升高30℃，通過計算說明媽媽選擇的這個熱水器是否合適？

Answer 1

分析：（1）售貨員極力推薦的一種電熱水器優(yōu)點：
①不需預熱（沒有水箱，邊加熱邊使用，可信）；
②節(jié)能省電（減少熱量損失，可信）；
③不易結水垢（其加熱原理是靠電熱絲加熱體本身的高溫把冷水加熱的，即使在停止工作后，因加熱體本身留有余溫，并且余溫溫度極高，所以發(fā)熱杯內的水會借加熱體的余溫達到70度以上，在加上即熱式本身的加熱杯內無鎂棒，杯內少量水是靜止的，結垢是必然的．不可信）；
④體積小巧（沒有水箱，可信）；
⑤水溫恒定（單位時間內通過的水流量相同，電熱相同，溫度恒定，可信）．
認真分析是否符合科學道理．
（2）由即熱式電熱水器的額定電功率和額定電壓，求出額定電流和電能表的額定電流比較，判斷電能表是否合適．
（3）電流做功等于水吸收的熱量列出等式 W=Q，Pt=cm△t=cρV△t，求出實際流量

V

t

，和一般淋浴所需熱水的流量為4～6L/min，進行比較說明媽媽選擇的這個熱水器是否合適．

解答：解：（1）任意選擇上面4個優(yōu)點中的一個，進行說明．
節(jié)能省電可信．因為即熱式電熱水器和箱式電熱水器相比，減少了加熱直至溫度合適前以及溫度合適后等待過程中散熱造成的能量損失．
答：節(jié)能省電可信：減少了加熱直至溫度合適前以及溫度合適后等待過程中散熱造成的能量損失．
（2）該熱水器工作電流
    I=

P

U

=

8×103W

220V

=36.36A＞20A
 答：需要更換電能表．
（3）因為電流做功等于水吸收的熱量即   W=Q
所以   Pt=cm△t=cρV△t
流量：

V

t

=

P

cρ△t

=

3×103W

4.2×103J/(kg?℃)×1.0×103kg/m3×30℃

=

1m3

4.2×104s

=

1×103L

4.2×104× 1min 60

=1.43L/min
∵1.43L/min＜4L/min
∴這個熱水器不合適．
答：選擇的這個熱水器不合適．

點評：現(xiàn)在有很多新產品上市，有的售貨員夸大了新產品的優(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．