如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R1>R2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有“高温挡”、“中温挡”和“低温挡”三个挡位,解答下列问题:
额定电压 | 220V |
煤油体积 | 25L |
功率选择 | 1600W/1100W/500W 三档可调 |
操作方式 | 手动 |
已知c煤油=2.1×103J/(kg•℃),ρ煤油=0.8×103kg/m3
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少?
(3)R1的阻值为多少?(写出文字说明)
解:
(1)煤油的体积V煤油=25L=25dm3=25×10﹣3m3,
由ρ=得煤油的质量:
m煤油=ρ煤油V煤油=0.8×103kg/m3×25×10﹣3m3=20kg,
煤油吸收的热量:
Q吸=c煤油m煤油△t=2.1×103J/(kg•℃)×20kg×20℃=8.4×105J;
(2)中温档功率P中温=1100W,
由P=UI得正常工作的电流:
I===5A;
(3)由题知,R1>R2,由P=可知,当电压一定时,电阻越大、电功率越小,所以S、S1闭合时只有R1连入电路,电路中电阻最大,电功率最小,为低温档,P低温=500W,
由P=可得:
R1===96.8Ω。
答:(1)煤油温度升高20℃时,吸收了8.4×105J的热量;
(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为5A;
(3)R1的阻值为96.8Ω。