2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的
2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题．如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：（1）箱内水吸收的热量是多少？
（2）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：4.2×103J/（kg•℃）]
（3）如果使用家庭电路、功率是1500W的电加热器给水箱内的水加热，电路中的电流是多少？加热器的电阻是多大？（保留一位小数）
赞 oak191 幼苗
共回答了20个问题采纳率：100% 举报
解题思路：（1）利用密度公式m=ρV先计算出水的质量m，然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量；
（2）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再利用功率的公式P=[W/t]计算出1m2所接受的热量，最后计算出热水器上集热器的面积S；
（3）已知加热器的额定功率和额定电压，利用公式I=[P/U]得到电路电流；利用R=
得到电阻．
（2）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再利用功率的公式P=[W/t]计算出1m2所接受的热量，最后计算出热水器上集热器的面积S；
（3）已知加热器的额定功率和额定电压，利用公式I=[P/U]得到电路电流；利用R=
| U2 |
| P |
（1）由ρ=[m/V]得：
m=ρV水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg；
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（70℃-20℃）=2.52×107J；
（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：
P太阳=S×1400W/m2；
由P=[W/t]可得太阳照射5h获得的太阳能：W总=P太阳t=S×1400W/m2×5×3600s；
由η=
W有用
W总可得：
Q吸′=W有=S×1400W/m2×5×3600s×40%；
热水器集热器面积：
S=
2.52×107J
1400W/m2×5×3600s×40%=2.5m2；
（3）∵P=UI，
∴电路电流为I=[P/U]=[1500W/220V]≈6.8A；
电阻阻值为R=
U2
P=
(220V)2
1500W≈32.3Ω．
答：
（1）一箱水需要吸收的热量是2.52×107J；
（2）热水器上集热器的面积至少为2.5m2；
（3）电路中的电流是6.8A；加热器的电阻是32.3Ω．
点评：
本题考点： 太阳能热水器中的热量计算；欧姆定律的应用；电功率的计算．
考点点评： 此题考查了对太阳能热水器的原理的理解以及相关的热量计算和电功率变形公式的应用，计算过程中注意公式的选择和单位换算．
1年前
7
可能相似的问题