Question

（6分）在物理小組課外活動中，慧龍小組同學(xué)利用兩段阻值不同的電熱絲R₁和R₂，設(shè)計(jì)成高中低三檔位的電熱器，電路圖如圖所示，其中R₁=2R₂．在安全情況下，用三檔分別給同一容器中質(zhì)量相同的水加熱（水均未沸騰）．

(1)求R₁的阻值是多少？
(2)電熱器用中溫檔工作時，水溫升高8℃消耗的電能是多少？
(3)結(jié)合表中信息，通過計(jì)算分析比較用高溫檔還是低溫檔更節(jié)能？

Answer 1

（1）484歐；（2）9.6×10⁴J；（3）高溫檔

試題分析：(1) S₁閉合，S₂斷開，為低溫檔，只有R₁工作， 則 ；     
(2) S₂閉合，S₁斷開，為中溫檔，只有R₂工作，   
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250027050061295.png" style="vertical-align:middle;" />，所以中溫檔工作8min消耗電能為9.6×10⁴J.
(3) S₁、S₂都閉合，R₁、R₂并聯(lián)，為高溫檔
高溫檔工作6min消耗電能為
則水升高1℃消耗電能
低溫檔消耗電能為
則水升高1℃消耗電能
因?yàn)?.08×10⁴J＜1.35×10⁴J，且兩檔加熱水的質(zhì)量相同，所以加熱等質(zhì)量的水升高1℃，高溫檔比低溫檔消耗電能少，用高溫檔節(jié)能.