Question

【题目】无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。

（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。

（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的_____性才能防止漏电。

（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？_______如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？_________

Answer 1

【答案】见解析绝缘该电热水器的加热效率为90%；进一步提高水温的可行措施：调小进入热水器的冷水的流量

【解析】

(1)经分析可知，两电热丝可以独立工作，且各有一个开关控制，故温控器内的两个开关如下图方式连接：

(2)为防止漏电，水压控制开关的顶杆必须具有很好的绝缘性；(3)设加热时间t＝1min，则加热水的体积：V＝4.5L＝4.5dm3＝4.5×103m3，由ρ＝可得，加热水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.5×103m3＝4.5kg，水吸收的热量：Q吸＝cm(tt0)＝4.2×103J/(kg℃)×4.5kg×(38℃5℃)＝6.237×105J，消耗的电能：W＝UIt＝220V×52.5A×60s＝6.93×105J，则加热效率：η＝×100%＝×100%＝90%,每分钟消耗的电能一定，即水吸收的热量一定，要提高水温，应减小加热水的质量，即减小进入热水器的冷水的流量。