Question

（6分） 如圖甲是電熱水龍頭，“即開即熱、冷熱兼用”。如圖乙是它的電路原理圖，R₁、R₂為電熱絲，通過旋轉手柄帶動開關S在1、2、3之間接通對應的電路，從而實現冷水、溫水、熱水之間的切換。它的有關技術參數如下表。請回答下列問題：

（1）開關處于位置2時，它放出的是熱水還是溫水， 請簡要說明理由。
（2）開關置于溫水檔時，每分鐘可將14℃的冷水加熱至32℃；開關置于熱水檔時，每分鐘可將相同質量的水從14℃加熱至50℃，求這兩檔水龍頭的電熱效率之比。
（3）根據題中獲得的信息，請你從物理學角度就該水龍頭“溫”、“熱”兩檔的使用進行對比評價。

Answer 1

（1）開關處于位置2時，只有R₁工作，此時水龍頭的電功率小于R₁、R₂并聯時的電功率，因此，它放出的是溫水。
（2）7/10
（3）①使用熱水檔比使用溫水檔的電熱效率高，更加節能。
　　�、谑褂脽崴畽n比使用溫水檔的電流大，安全隱患更大。

試題分析：當開關置于溫水檔時，水龍頭的效率為：η₁=Q_吸/W₁=cm△t₁/P₁ t；當開關置于熱水檔時，說龍頭的效率為：η₂=Q_吸/W₂="cm" /P₂ t。整理得，所以效率比為:
η₁/η₂= P₂△t₁/ P₁△t₂=2800W×（32℃-14℃）/2000W×（50℃-14℃）=7/10。使用熱水檔時，相同時間內使初溫和質量相同的水溫度升高的高，放出的熱量多，所以熱效率高；但是使用熱水檔時，電功率較大，電路中電流大，安全隱患大。