Question

【題目】小科家浴室內有臺儲水式電熱水器，其說明書部分參數如表：回答下列問題：

（1）加熱棒阻值不變，當二根加熱棒同時工作時，它們的連接方式是_____聯的。

（2）該電熱水器以2.0kW的功率工作75min，消耗的電能為多少_________--？此時通過它的電流為多大？（計算結果精確到0.1A）____________

（3）當電熱水器裝滿水時，電熱水器受到的總重力是多少？____________-

（4）如圖甲、乙所示分別是該電熱水器水平安裝時的正面和側面示意圖，其中A點是電熱水器裝滿水時的重心位置，圖中h＝d＝248mm。裝滿水時，若忽略進、出水管對電熱水器的作用力，則墻面對懸掛架的支持力為多大？________

（5）小科洗熱水澡后發現：與進水管相連的金屬進水閥表面布滿了小水珠（如圖丙），而與出水管相連的金屬出水閥表面仍保持干燥。請你分析產生上述兩種現象的原因。_________

Answer 1

【答案】并 2.5kWh 9.1A 880N 880N 與進水管相連的金屬進水閥溫度低，空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠，而出水管相連的金屬出水閥溫度高，水蒸氣不能遇冷，不能液化故沒有小水珠

【解析】

（1）當二根加熱棒同時工作時，它們的連接方式是并聯；

（2）根據W＝Pt算出消耗的電能，根據算出電流；

（3）根據m＝ρV算出水的質量，根據G＝mg算出水和電熱水器的總重力；

（4）根據杠桿的平衡條件算出墻面對懸掛架的支持力；

（5）水蒸氣遇冷液化成的小水珠。

（1）當二根加熱棒同時工作時，總功率最大，總電阻最小，它們的連接方式是并聯；

（2）工作時間t=75min=1.25h，消耗的電能為：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kWh；通過它的電流為：I=P/U=2000W/220V=9.1A；

（3）裝滿水時V水=65L=0.065m3電熱水器內水的質量為：m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×0.065m3 =65kg；電熱水器受到的總重力是：G=（m水+m容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N；

（4）由圖知，假設墻面對懸掛架的支持力為F，根據杠桿的平衡條件有：Fh=Gd，F×0.248m=880N×0.248m，解得F=880N；

（5）與進水管相連的金屬進水閥溫度低，空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠，而出水管相連的金屬出水閥溫度高，水蒸氣不能遇冷，不能液化故沒有小水珠。