如图1所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数．R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的

Question

如图1所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数．R₁、R₂为发热电阻，且R₂=3R₁，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）．

额定电压	220V
高档发热功率	400W
水箱容积	3L
适用面积	20～40m2

（1）加湿器需在高档加热，开关S应旋转至触点___（选填：“1、2”、“2、3”或“3、4”）位置；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）加湿器处于低档位置时的发热功率；
（4）如图2所示是某次使用加湿器工作30min的图象，请计算加湿器消耗的总电能．

Answer 1

（1）由图1知，开关S接“1、2”时电路断路为关；“2、3”时两电阻串联，接“3、4”时只有R₁接入电路，电源电压一定，由P=(U2)/(R)可知，接“2、3”时电阻最大，为低档，接“3、4”时电阻最小，为高档；
（2）由图2知，高档功率：P_高=400W，由P=(U2)/(R)可得R₁的阻值：
R₁=(U2)/(P高)=((220V)2)/(400W)=121Ω；
（3）由题知，R₂=3R₁，低档发热功率：
P_低=(U2)/(R1+R2)=(U2)/(4R1)=((220V)2)/(4×121Ω)=100W；
（4）由图2知，工作30min时，其中高档10min，低档20min，
所以加湿器消耗的总电能：
W=W_高+W_低=P_高t_高+P_低t_低=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×10⁵J．
答：（1）3、4；（2）电阻R₁的阻值121Ω；（3）100W；（4）加湿器消耗的总电能3.6×10⁵J．