Question

小芳和媽媽一起去商場購買電熱水器，售貨員向她們推薦一種“速熱變?nèi)菔健睙崴�器．這種電熱水器有兩種加熱模式：當少量用水時，使甩“半膽加熱”模式，只用上面的加熱棒加熱上半膽水；而當需要的熱水量較大時，熱水器便啟動“整膽加熱”模式，使用上、下兩根加熱棒同時加熱．下表為該熱水器的銘牌，請根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)作答．

商品名稱	額定壓強	加熱功率	配送質(zhì)量	容量	最高加熱 溫度	效率
××加熱器	0.8Mpa	半膽1000W 整膽2000W	30kg	半膽40L 整膽80L	80℃	80%

（1）請你判斷使用“整膽加熱”模式時兩根電加熱棒的電路連接方式．
（2）使用電熱水器“整膽加熱”模式時，若使水溫從20℃升高到60℃，水需要吸收多少熱量？電熱水器需要加熱多長時間？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃），ρ_水=1.0×10³kg/m³]

Answer 1

解：（1）由公式可知，當電熱器兩端的電壓和通電時間一定時，要產(chǎn)生較多的熱量，需要使電路的電阻較小，所以必須使兩根加熱棒并聯(lián)；
（2）水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×80kg×（60℃-20℃）=1.344×10⁷J；
∵η=，
∴，
電熱水器需要加熱時間：
=140min．
答：（1）使用“整膽加熱”模式時，兩根電加熱棒的電路連接方式是并聯(lián)；
（2）使用電熱水器“整膽加熱”模式時，若使水溫從20℃升高到60℃，水需要吸收1.344×10⁷J的熱量；
電熱水器需要加熱140min．
分析：（1）由題知，需要的熱水量較大時，熱水器便啟動“整膽加熱”模式，使用上、下兩根加熱棒同時加熱，利用公式分析連接方式．
（2）知道整膽的容積，利用密度公式可以求水的質(zhì)量，又知道水的密度、水的溫度變化值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；知道了水吸收的熱量和電熱水器的效率可以計算電流做功，再根據(jù)電功率公式求工作時間．
點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，涉及到了電阻連接方式的判斷、吸收熱量的計算、電功的計算，綜合性強，屬于難題．