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（2014•哈尔滨）在物理小组课外活动中，惠龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成高中低三档为的电热器，电

来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/12 20:33:46
（2014•哈尔滨）在物理小组课外活动中，惠龙小组同学利用两段阻值不同的电热丝R1和R2，设计成高中低三档为的电热器，电路图如图所示，其中R1=2R2，在安全情况下，用三档分别给同一容器中质量相同的水加热（水均为沸腾）．
电热器档位额定电压额定功率水升高的温度加热时间
高温220V10℃6min
中温8℃8min
低温100W4℃9min
（1）求R1的阻值是多少？
（2）电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是多少？
（3）结合表中信息，通过计算分析比较用高温档还是低温档更节能？
（1）S1闭合，S2断开，只有R1工作，低温档：
由P=UI=
U2
R得，
R1=
U2
P低=
(220V)2
100W=484Ω；
（2）S2闭合，S1断开，只有R2工作，中温档：
R2=
1
2R1=242Ω，
P中=
U2
R2=
(220V)2
242Ω=200W，
因为W中=P中t中=200W×8×60s=9.6×104J．
（3）S1S2闭合，R1R2并联，高温档：
P高=
U2
R1+
U2
R2=100W+200W=300W，
高温档消耗的电能W高=P高t高=300W×6×60s=1.08×105J，
则水升高1℃消耗的电能=
1.08×105J
10=1.08×104J，
低温档消耗的电能W低=P低t低=100W×9×60s=5.4×104J，
则水升高1℃消耗的电能=
5.4×104J
4=1.35×104J，
因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能．
答：（1）求R1的阻值是484Ω；
（2）电热器用中温档工作时，水温升高8℃消耗的电能是9.6×104J；
（3）用高温档更节能．
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