Question

如图甲是电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”．如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带

如图甲是电热水龙头，“即开即热、冷热兼用”．如图乙是它的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换．它的有关技术参数如下表．请回答下列问题： 额定功率 温水 2kW 热水 2.8kW 额定电压 220V 额定频率 50Hz（1）开关处于位置2时，它放出的是热水还是温水，请简要说明理由．（2）开关置于温水档时，每分钟可将14℃的冷水加热至32℃；开关置于热水档时，每分钟可将相同质量的水从14℃加热至50℃，求这两档水龙头的电热效率之比．（3）根据题中获得的信息，请你从物理学角度就该水龙头“温”、“热”两档的使用进行对比评价．

Answer 1

（1）开关处于位置2时，只有R₁工作，此时水龙头的电功率小于R₁、R₂并联时的电功率，因此，它放出的是温水．
（2）∵水吸收的热量Q_吸=cm（t-t₀）
由P=

W

t

可知消耗的电能：W=Pt
∴电热效率：η=

Q吸

W

=

cm(t?t0)

Pt时间

．
则η₁=

cm(t1?t0)

P1t时间

----①
η₂=

cm(t2?t0)

P2t时间

----②
由①/②得：

η1

η2

=

P2(t1?t0)

P1(t2?t0)

=

2.8kW×(32℃?14℃)

2kW×(50℃?14℃)

=

7

10

．
（3）①使用热水档比使用冷水档的电热效率高，更加节能．
②使用热水档比使用冷水档的功率大，电流大，安全隐患更大．
答：（1）开关处于位置2时，它放出的是温水；原因是电路中只有R₁工作，此时水龙头的电功率小于R₁、R₂并联时的电功率．
（2）这两档水龙头的电热效率之比为

7

10

．
（3）①使用热水档比使用冷水档的电热效率高，更加节能．
②使用热水档比使用冷水档的功率大，电流大，安全隐患更大．