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17.太陽能熱水器

一臺(tái)太陽能熱水器，如圖其室內(nèi)進(jìn)出水管的安裝示意圖，Ⅰ為進(jìn)水閥，Ⅱ出水閥，Ⅲ為調(diào)溫閥．在水箱接口處有一根進(jìn)出水管，一根溢流管，一根排氣管．給水箱上冷水或沐浴時(shí)用熱水，均通過這根進(jìn)出水管來完成．請(qǐng)完成下列問題：

 (1)給水箱上水時(shí)I、Ⅱ應(yīng)處于何種狀態(tài)?此時(shí)水塔、自來水管與熱水器的水箱、排氣管、溢流管它們共同構(gòu)成的物理模型是什么?

(2)若水箱安裝在七樓樓頂上，且距樓頂?shù)孛娓?米，小華家住二樓，進(jìn)水閥距二樓地面高1米，每層樓高3米，則在進(jìn)水閥處水壓至少為多大，才能順利上水．

(3)設(shè)水箱容積為100升，在一般的光照條件下，一滿箱15℃的水到傍晚時(shí)，水溫可達(dá)到65℃，相當(dāng)于多少米³的煤氣完全燃燒放出的熱量  (C_水=4.2X10³J／(kg·℃)，煤氣的熱值約4X10⁷J／m³). 

(4)水箱中的水溫在冬天有時(shí)不夠高，一般都預(yù)裝了電加熱器．若該電加熱器的規(guī)格為“220V 2.4KW”，家里當(dāng)時(shí)的實(shí)際電壓只有200V，要把滿箱水溫度提高10℃，需加熱多少分鐘?

某�？萍蓟顒�(dòng)小組自制的電熱手暖器如圖所示．電源電壓為6V，允許通過的最大電流為6A，發(fā)熱體的電阻R₁=1.2Ω，R₃=1.8Ω．

(1)從安全出發(fā)，連入的電阻R_l的阻值不能小于多少?

(2)當(dāng)開關(guān)調(diào)至“1”檔時(shí)，電熱手暖器消耗的功率為多少?并將該功率標(biāo)在“1”檔位置．

(3)該電熱手暖器“2”檔位置標(biāo)明了“20W”字樣，那么電阻R₂為多少?

(4)當(dāng)開關(guān)分別調(diào)至“1”、“2”、“3”檔時(shí)，通過R₂的最小電流為多少?

在初三級(jí)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明自制了亮度可調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈，其電路圖及燈泡規(guī)格如圖所示.

（1）調(diào)節(jié)開關(guān)從觸點(diǎn)O依次轉(zhuǎn)動(dòng)到3的過程中，燈泡的亮度將如何變化？

（2）假設(shè)燈泡電阻為R₁，且不因溫度而發(fā)生變化，已知R₁= R₂= R₃= R_L/3，如果調(diào)節(jié)開關(guān)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)，燈泡的實(shí)際功率是多大？

有一電熱毯，說明書上標(biāo)明所用的電壓為220V，電熱毯電阻由R₁和R₂組成，R₁=605Ω，如圖所示．利用開關(guān)S的通斷可以使電熱毯的發(fā)熱功率（指電路的總功率）分為兩檔，Ⅰ檔為功率最大，Ⅱ檔功率為Ⅰ檔的1/4，試問：

（1）開關(guān)處于什么狀態(tài)時(shí)，電熱毯的功率最大？最大功率為多少瓦特？

（2）電阻R₂應(yīng)為多大？

（3）改變R₁和R₂的電阻值，請(qǐng)另外設(shè)計(jì)一個(gè)不同的電路實(shí)現(xiàn)上面的功能．要求：畫出電路圖；并求出R₁和R₂的電阻值．

某的工作電壓為380 V，工作時(shí)流過電動(dòng)機(jī)的電流為2 A，線圈內(nèi)阻1Ω，試求電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，線圈每分鐘產(chǎn)生多少熱量?

如圖所示是一個(gè)理發(fā)用電吹風(fēng)的實(shí)物連接簡(jiǎn)圖．其中發(fā)熱電阻絲的阻值為50Ω．求：

(1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，測(cè)得插頭處電流為0.2A，此時(shí)電吹風(fēng)消耗的電功率．

(2)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，正常工作2min，消耗的電能為多少度？

小明同學(xué)家想購買一臺(tái)熱水器．為此，小明通過調(diào)查得到有關(guān)太陽能熱水器和電熱水器的相關(guān)資料和數(shù)據(jù)如下：某型號(hào)的太陽能熱水器：水箱的容積為100L，熱水器集熱管的采光面積為1.5m²，熱效率為40％．太陽光的日照強(qiáng)度為1.0×10³J/(m² ?s)．(日照強(qiáng)度表示每平方米面積上1秒鐘得到的太陽光的能量．)某型號(hào)的電熱水器的功率為1.5kw，水箱容積為100L，效率為80%．如果要將100Kg的水從20℃加熱到40℃，已知C_水=4.2×10³Ｊ/(Kg?℃)．請(qǐng)問：

（1）用上述型號(hào)的電熱水器來加熱，需要消耗多少電能？加熱多長時(shí)間？

（2）用上述型號(hào)的太陽能熱水器來加熱，需要多長時(shí)間？

（3）根據(jù)（1）和（2）的計(jì)算分析說明太陽能熱水器和電熱水器各有哪些優(yōu)點(diǎn)？

飲水機(jī)是一種常見的家用電器，其工作電路可簡(jiǎn)化為如圖所示的電路，其中S是一溫度控制開關(guān)，當(dāng)水溫升高到一定溫度時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換，使飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)；R₀是飲水機(jī)加熱管的電阻，R是與加熱管串聯(lián)的電阻．下表是從其說明書中摘錄下的一些技術(shù)數(shù)據(jù)（不考慮R₀、R的阻值受溫度變化的影響，表中的功率均指加熱管的功率）．

（1）用你學(xué)過的物理知識(shí)推理、說明開關(guān)S閉合時(shí)，飲水機(jī)是處于加熱狀態(tài)，還是處于保溫狀態(tài)

（2）求R的阻值．

右表是LG微波爐的部分技術(shù)參數(shù)．請(qǐng)根據(jù)表中信息完成下列問題：

(1)求該微波爐在使用微波檔工作時(shí)的額定電流．

(2)若使用微波檔工作時(shí)，做一道菜需用15min，則消耗的電能是多少KW·h?

(3)該微波爐在使用燒烤檔工作時(shí)的效率是 　．

(4)使用微波檔和燒烤檔都可以用來加熱食物，但它們加熱的方式是不同的，前者采用微波加熱，后者采用熱傳遞的方式(紅外線)加熱．請(qǐng)猜測(cè)“振蕩頻率”是針對(duì)微波爐哪種工作狀態(tài)而言的?

某一電飯鍋，內(nèi)部電路如圖．R₁是加熱電阻，阻值為48.4Ω；R₂是限流電阻，阻值為484Ω．煮飯時(shí)，接通電源(220V 50Hz)、閉合手動(dòng)開關(guān)S_l，電飯鍋處在加熱狀態(tài)．當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103℃時(shí)，開關(guān)S₁會(huì)自動(dòng)斷開，斷開后若無外力作用則不會(huì)自動(dòng)閉合．S₂是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，溫度低于70℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合．問：

(1)若接通電源后沒有閉合開關(guān)S₁，那么電飯鍋能將飯煮熟嗎?為什么?

(2)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下若用這種電飯鍋燒水，則開關(guān)S₁的自動(dòng)斷電功能不起作用，這是為什么?

(3)在加熱和保溫兩種情況下，電飯鍋消耗的電功率之比是多少? 若電飯鍋電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為84％，那么在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20℃、質(zhì)量為2.5kg的水燒開，至少需要多長時(shí)間?