Question

【題目】小明寒假到農(nóng)村的爺爺家探親，他發(fā)現(xiàn)原來爺爺家冬天用煤球爐取暖，而現(xiàn)在改用電暖器取暖。設(shè)備如圖甲所示，上下各一根中空的金屬管，在管道中充滿絕緣、導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱油。如圖乙是其工作原理圖，丁有“低溫”、“中溫”、“高溫”三檔，其中發(fā)熱電阻R1＞R2。已知該電暖器額定電壓為220V，低溫檔電功率為550W，中溫檔電功率為1100W，導(dǎo)熱油質(zhì)量為6kg，導(dǎo)熱油的比熱容c油＝1.8×103J/（kg℃）。

(1)當(dāng)只有S1閉合時，電暖氣處于_____檔。根據(jù)題中已知條件，求R1的阻值_____。

(2)求電暖器在高溫檔正常工作時，5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量_____。

(3)不考慮電暖器的熱散失，(2)中產(chǎn)生的熱量最多可使6kg導(dǎo)熱油溫度升高多少攝氏度_____（保留一位小數(shù)）。

(4)假如(2)中產(chǎn)生的熱量由原來效率為30%的煤球爐提供，需要燒煤多少千克？_____請你談一談使用電暖器取暖比使用煤球爐好的理由。_____（q煤＝3×107J/kg）

Answer 1

【答案】低溫； 88Ω； 4.95×105J； 45.8℃； 0.055kg； 清潔、無污染

【解析】

(1)[1]由電路圖知道，S1、S2都閉合時，兩電阻并聯(lián)，由于并聯(lián)總電阻小于其中任一電阻，此時總電阻最小，由知道，此時功率最大，為高溫檔；只閉合S1 時，為R1 的簡單電路，只閉合S2 時，為R2 的簡單電路，因發(fā)熱電阻R1 ＞R2，則由知道，只閉合S1 時為低溫檔，只閉合S2 時為中溫檔。

[2]由知道，R1的阻值

(2)[3]由電路圖知道，當(dāng)兩個電阻都工作時，為高溫檔，且總功率是

P高 =P1 +P2 =P低 +P中=550W+1100W=1650W

電暖器在高溫檔正常工作時，5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量

Q=P高 t=1650W×5×60s=4.95×105 J

(3)[4]由知道，6kg導(dǎo)熱油升高的溫度

(4)[5]若（2）中產(chǎn)生的熱量由原來效率為30%的煤球爐提供，由知道，煤球燃燒放出的熱量

由知道，需要燒煤的質(zhì)量

[6]使用電暖器取暖比使用煤球爐好，是因為使用電暖器的能量利用率高，清潔、無污染。