Question

明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲，其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙，它没有储水箱，体积小巧。冷水进入热水器后，分4～6路被大功率电热管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从4000W～7000W变化。它较传统的热水器优点在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达96%以上。请解答：
      
图甲：预热式电热水器                   图乙：即热式电热水器    
                                                               
（1）一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，请计算预热式电热水器装满水后，正常工作将水加热到可以淋浴的温度，水需要吸收多少Ｊ的热量？如电加热效率为90%，需要通电加热多长时间？
（2）即热式电热水器的额定电压也是220V，请计算它在加热水达到最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少Ａ？（精确到0.1A）
（3）明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家能否安装这种即热式电热水器。若不能，还想安装如何解决。

Answer 1

（1）1.008×10⁷J；5600s（2）31.8A（3）不能安装；将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的。（或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的）

试题分析：（1）Q_吸＝cm△t＝4.2×10³ ×80 ×30J ＝1.008×10⁷J    （1分）
ηW_电＝Q_吸 ηPt＝Q_吸  t＝Q_吸/ηP＝1.008×10⁷J J/(90%×2000W)＝5600s（2分）
（2）P＝UI  I＝P/U＝7000W/220V＝31.8A     （1分）
（3）由于31.8A＞30A。 所以不能安装。    （1分）
将空气开关更换为额定电流为大于等于32A的。（或将空气开关更换为220V 40A 等符合要求的）（1分）
点评：本题是一道电功与热量的综合计算，涉及到了热量计算公式、电功率公式的灵活应用，对于电能表、空气开关、墙内导线的电流参数要能根据实际情况进行判断．