如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位,由开关 和加热电阻丝 组成, ;控制电路电压恒定, , 为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆,水箱注水后圆柱形浮体 竖直上浮,通过 形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加 ,电阻减小 。浮体 体积为 ,质量为 。科技小组对加湿器进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至浮体 体积的 浸入水中时,电磁铁线圈中电流为 ,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当液面上升至浮体 体积的 浸入水中时,电磁铁线圈中电流为 ;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为 。 形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计, ,水的密度为 ,水的比热容为 。
(1)当加热器处于高挡位时,加热 所产生的热量全部被 的水吸收,水温升高了 。求加热器的高挡功率和低挡功率;
(2)求浮体 体积的 浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力;
(3)求水箱注水量达到最大值时,浮体 浸入水中的体积。
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