如图所示的是小明家买的一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图．小明按说明书的要求给热水器装满水，用l200W和2000W两档分别给水加热，使热水器温度计上的温度示数均由

Question

如图所示的是小明家买的一种电热水器的铭牌、剖面结构示意图和内部简单电路图．小明按说明书的要求给热水器装满水，用l200W和2000W两档分别给水加热，使热水器温度计上的温度示数均由20℃上升到35℃，所用时间分别60min和30min．

（1）加热过程中，水箱中的水吸收了多少热量？（C_水=4.2×10³J/kg•℃）
（2）在用电高峰时，电路上的实际电压只有200V，小明用2000W档把满箱水从20℃加热到35℃用了40min20s，则热水器在加热的过程中消耗的电能及热效率分别是多少？
（3）分析以上的数据及根据日常生活经验，指出提高热水器效率的好处？并指出在使用该热水器时如何提高它的热效率？

Answer 1

（1）加热过程中，水箱中的水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（35℃-20℃）=3.15×10⁶J；
（2）当热水器的功率为2000W时，由P=(U2)/(R)可得，电路中的电阻：R=(U2)/(P)=((220V)2)/(2000W)=24.2Ω，
热水器在200V的电路中，用2000W档加热过程中消耗的电能：W=(U2实)/(R)t=((200V)2)/(24.2Ω)×（40×60s+20s）=4×10⁶J；
则热水器此时的热效率：η=(Q)/(W)×100%=(3.15×106J)/(4×106J)×100%=78.75%；
（3）提高热水器的效率可以节约能源，并且可以减少污染；
利用热水器加热时，可以减少热量散失来提高热水器的热效率．
答：（1）加热过程中，水箱中的水吸收了3.15×10⁶J的热量；
（2）热水器在加热的过程中消耗的电能为4×10⁶J；热效率为78.75%；
（3）提高热水器的效率可以节约能源，并且可以减少污染；
利用热水器加热时，可以减少热量散失来提高热水器的热效率．