【电热水器的工作原理】...如图是小林家里电热水器的工作原理图...

【电热水器的工作原理】...如图是小林家里电热水器的工作原理图...

【答案】 （1）当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联，电热水器处于低温档，
　　因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
　　所以，P低=U2R+R=U22R=1000W，即U2R=2000W，
　　当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联，电热水器处于高温档，
　　因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
　　所以，电路中的总电阻为R2，
　　则P高=U2R2=2U2R=2×2000W=4000W；
　　当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路，电热水器处于中温档，
　　则P中=U2R=2000W；
　　（2）水的体积：
　　V=50L=0.05m3，
　　由ρ=mV可得，水的质量：
　　m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg，
　　则水吸收的热量：
　　Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×40℃=8.4×106J，
　　若消耗的电能W=Q吸=8.4×106J，
　　则电热水壶的功率P=Wt=8.4×106J40×60s=3500W，
　　所以，加热档位为高温档，消耗的电能：
　　W′=P高t=4000W×40×60s=9.6×106J，
　　此过程电热水器的效率：
　　η=Q吸W×100%=8.4×106J9.6×106J×100%=87.5%．
　　答：（1）电热水器的高、中档功率分别是4000W、2000W；
　　（2）此过程电热水器的效率为87.5%．
【问题解析】
（1）当S1断开，S2接b时，两加热管电阻串联；当S1闭合，S2接a时，加热管电阻并联；当S1闭合，S2接b时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并联和P=U2R求出电热水器的高、中档功率；（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量，根据W=Q吸=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热档位，再根据W=Pt求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%求出过程电热水器的效率． 名师点评 本题考点 电功与热量的综合计算． 考点点评 本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断．
【本题考点】
电功与热量的综合计算． 考点点评 本题考查了电阻的串并联和电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，关键是电热水器的开关处于不同位置时档位的判断．

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