Question

【题目】小张家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器．平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热．热水器名牌如下．

××牌热水器
型号HM﹣20	集热管数28支	额定频率50Hz
水箱容积200L	集热管管长180cm	额定电压220V
防水等级A	系统承压3.0MPa	额定功率4400W

（l）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？

（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？

（3）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到30℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）

Answer 1

【答案】（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A；

（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J；

（3）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作3818s的时间

【解析】试题分析：

（1）由于电热水器正常工作，

则U=U额=220V，P=P额=4400W；

由P=IU可得：

电热水器正常工作时的电流：

I===20A；

热水器电热丝的电阻：

R===11Ω；

（2）由ρ=得水的质量：

m=ρ水V=1000kg/m3×200×10﹣3m3=200kg；

吸收太阳的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×200kg×（50℃﹣20℃）=2.52×107J；

（3）水从30℃加热到50℃吸收的热量：

Q吸′=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×200kg×（50℃﹣30℃）=1.68×107J，

由题知，W电=Q吸′，

则电加热器正常工作时间：

t==≈3818s．

答：（1）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是11Ω、20A；

（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了2.52×107J；

（3）现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作3818s的时间．