Question

13．現在很多家里的衛(wèi)生間都安裝了“浴霸”，如圖所示，“浴霸”的功能有三個：照明（“220V 20W”節(jié)能燈一個）、換氣（“浴霸”內有“220V 20W”電動機一個）、取暖（“220V 265W”發(fā)熱燈泡四個），其工作原理是：4個開關控制浴霸的工作狀態(tài)：閉合照明開關，位于中間的照明燈正常工作；閉合換氣開關，位于浴霸內部的電機正常工作；兩個取暖開關各控制兩個發(fā)熱取暖燈泡，閉合任意一個取暖開關，其所控制的兩個大功率發(fā)熱燈泡同時正常工作．請你解答下面的問題：
（1）畫出“浴霸”的電路圖．
（2）“浴霸”上所有用電器同時正常工作消耗的電功率有多少？通過“浴霸”電路干路的總電流有多大？
（3）只閉合換氣開關和一個取暖開關，正常工作1小時，需要花費多少電費？（電費價格為0.6元/度）．
（4）若“浴霸”上所有用電器同時正常工作1小時消耗的電能能有84%被水吸收，問能使多少kg的水從14℃
加熱到50℃？

Answer 1

分析 （1）由題知兩個浴霸燈、兩外兩個浴霸燈、照明燈和換氣風扇并聯，各有相應的開關控制，據此畫出電路；
（2）利用并聯電路中總功率等于各用電器功率之和，分析解答，利用I=$\frac{P}{U}$求出電流；
（3）先利用條件求出只閉合換氣開關和一個取暖開關時的電功率，利用W=Pt求出消耗的電能，再利用電價求出花費費用；
（4）利用W=Pt求出消耗的電能，結合效率求出水吸收的熱量，再利用Q=cm△t求出水的質量．

解答 解：（1）四個浴霸燈分別由兩個開關控制，照明燈和換氣風扇各有相應的開關控制，并且是并聯，如圖所示：

（2））“浴霸”上所有用電器同時正常工作消耗的電功率有P=20W+20W+265W×4=1100W；
通過“浴霸”電路干路的總電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1100W}{220V}$=5A；
（3）只閉合換氣開關和一個取暖開關時的電功率為P₁=20W+265W×2=550W；則1h消耗的電能為W₁=P₁t=0.55kW
×1h=0.55kW•h，所用電費為0.55kW•h×0.6元/度=0.33元；
（4）若“浴霸”上所有用電器同時正常工作1小時消耗的電能為W_總=P_總t=1100W×3600s=3.96×10⁶J，
則水吸收的能量為Q吸=W總η=3.96×10⁶J×84%=3.3264×106J
因此水的質量為m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{3.3264{×10}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（50℃-14℃）}$=22kg
答：（1）如上圖；（2）“浴霸”上所有用電器同時正常工作消耗的電功率有1100W；通過“浴霸”電路干路的總電流有5A；
（3）只閉合換氣開關和一個取暖開關，正常工作1小時，需要花費0.33元；
（4）若“浴霸”上所有用電器同時正常工作1小時消耗的電能能有84%被水吸收，問能使22kg的水從14℃
加熱到50℃．

點評 本題考查電功的計算，能量的利用效率，熱量的計算，屬于一道好題，綜合性較強．