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    11．如图，电热加湿器工作原理为：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸气扩散装置喷入空气中，从而提高空气湿度．如表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图所示．R1、R2为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4为触点，S为旋转型开关，实现关、低、高档的转换．  
    额定电压220V
    额定最大发热功率400W
    水箱容积4L
    适用面积40～60m2
    （1）若加热前水温为20℃，电热槽内气压为标准大气压，从加热到沸腾最短时间为7分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？[不计热损失，C水=4.2×103J/（kg℃）]
    （2）加湿器在低档时的发热功率？
    （3）对于需要制冷的室内，这种电热加湿器会使其气温升高，请提出一条改进的建议．

    分析 （1）知道电热槽的发热功率和加热时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出电热槽消耗的电能，不计热损失时，水吸收的热量和消耗的电能相等，1标准大气压下水的沸点为100℃，根据Q吸=cm（t2-t1）求出电热槽中水的质量；
    （2）由电路图可知，电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R1的阻值，当加湿器在低档时，R1与R2串联，根据电阻的串联特点和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$结合R1、R2的阻值相同求出低档时的发热功率；
    （3）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以根据液体的沸点随压强的降低而降低进行改进或改变加湿方式．

    解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，电热槽消耗的电能：
    W=Pt=400W×7×60s=1.68×105J，
    不计热损失时，水吸收的热量：
    Q吸=W=1.68×105J，
    因1标准大气压下水的沸点为100℃，
    所以，由Q吸=cm（t2-t1）可得，电热槽中水的质量：
    m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（{t}_{2}-{t}_{1}）}$=$\frac{1.68×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=0.5kg；
    （2）电热加湿器在高档时，R2被短路，电路中只有R1，
    由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，R1的阻值：
    R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{高}}$=$\frac{（220V）^{2}}{400W}$=121Ω，
    当加湿器在低档时，R1与R2串联，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1=R2，
    所以，低档时的发热功率：
    P低=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{121Ω+121Ω}$=200W；
    （3）电热加湿器会使需要制冷的室内气温升高，可以降低电热槽内气压来降低沸点或者将这种电热加湿器换为超声波加湿器，达到改进的目的．
    答：（1）电热槽中水的质量是0.5kg；
    （2）加湿器在低档时的发热功率为200W；
    （3）可以降低电热槽内气压降低水的沸点或者将这种电热加湿器换为超声波加湿器．

    点评 本题考查了电功公式和吸热公式、电阻的串联、电功率公式的应用等，关键是知道从加热到沸腾最短时间的条件和看明白加湿器的工作特点，同时要注意压强和沸点的关系．

    练习册系列答案
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