Question

【題目】無水箱式電熱水器具有體積小、加熱快的優點，圖甲是它的工作原理圖。

（1）溫控器：水溫傳感器測量到出水溫度并將信息傳給微電腦芯片，微電腦芯片將測量到的水溫和預先設定的溫度進行比較，然后即時控制溫控器內的兩個開關的狀態，從而讓噴頭噴出預先設定溫度的熱水。請在圖乙虛線框中補齊溫控器內的兩個開關。

（2）水壓控制開關：當熱水器內沒有水或水壓過低時，圖丙所示的水壓控制開關能確保電熱水器停止工作。圖中頂桿必須具有很好的_____性才能防止漏電。

（3）家庭電路中該電熱水器在正常電壓下工作，當噴頭噴出水的流量為4.5L/min時，5℃的冷水經過加熱后溫度最高可達38℃，已知通過電熱水器的電流為52.5A，則該電熱水器的加熱效率多少？_______如果此時還要進一步提高水溫，應該怎樣調節冷水的流量的大小？_________

Answer 1

【答案】見解析絕緣該電熱水器的加熱效率為90%；進一步提高水溫的可行措施：調小進入熱水器的冷水的流量

【解析】

(1)經分析可知，兩電熱絲可以獨立工作，且各有一個開關控制，故溫控器內的兩個開關如下圖方式連接：

(2)為防止漏電，水壓控制開關的頂桿必須具有很好的絕緣性；(3)設加熱時間t＝1min，則加熱水的體積：V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×103m3，由ρ＝可得，加熱水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×103m3＝4.5kg，水吸收的熱量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×4.5kg×(38℃5℃)＝6.237×105J，消耗的電能：W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，則加熱效率：η＝×100%＝×100%＝90%,每分鐘消耗的電能一定，即水吸收的熱量一定，要提高水溫，應減小加熱水的質量，即減小進入熱水器的冷水的流量。