Question

4．圖甲是用來(lái)焊接PVC塑料管道的熱熔器外觀照片．其內(nèi)部電路如圖乙，S₁是手動(dòng)電源開(kāi)關(guān)．S₂是溫控開(kāi)關(guān)，作用是完成“加熱模式”和“保溫模式”之間的切換．L是指示燈（在S₁閉合情況下L始終能正常發(fā)光），R₁是限流電阻．下表是有關(guān)元件的物理參數(shù)．

（元件）項(xiàng)目	參數(shù)	（元件）項(xiàng)目	參數(shù)
電源電壓	220V	L燈	0.1A   2W
加熱功率	1210W（不含L及R1的功率）	R2	202Ω

（1）利用熱熔器焊接PVC塑料管道時(shí)，先把PVC塑料熔化，在這個(gè)過(guò)程需要吸收（填“吸收”或“放出”）熱量；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁，S₂都閉合時(shí)，熱熔器處于加熱模式；
（3）R₁的阻值為2000Ω；
（4）保溫功率（不含L和R₁的功率）為200W；
（5）該熱熔器（全電路）在保溫模式下1min消耗的電能13320J．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)熔化時(shí)吸熱；
（2）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，電阻越大，電功率越小，當(dāng)開(kāi)S₁、S₂閉合時(shí)，R₁和R₃電阻并聯(lián)；
（3）由圖可知燈L與R₁串聯(lián)在照明電路中，根據(jù)燈L的參數(shù)和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求R₁阻值．
（4）已知額定電壓和加熱功率，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可以得出R₃的阻值，
開(kāi)關(guān)S₂斷開(kāi)時(shí)，電阻R₂與R₃串聯(lián)；求出串聯(lián)總阻值，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求保溫功率．
（5）該熱熔器（全電路）在保溫模式下，利用P=P_L+P₁+P_保求出總功率，根據(jù)W=Pt求1min消耗的電能．

解答 解：（1）利用熱熔器焊接PVC塑料管道時(shí)，先把PVC塑料熔化，熔化過(guò)程中需要吸收熱量；
（2）由電路圖可知，當(dāng)S₁、S₂閉合時(shí)，電阻R₁、R₃并聯(lián)，發(fā)熱的總電阻最小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)發(fā)熱功率最大，即為加熱狀態(tài)；
（3）由圖可知燈L與R₁串聯(lián)在照明電路中，L正常發(fā)光，
則由P=UI得：U_L=$\frac{{P}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2W}{0.1A}$=20V，
因?yàn)榇��?lián)電路的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，
所以U₁=U-U_L=220V-20V=200V，
由I=$\frac{U}{R}$得：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{L}}$=$\frac{200V}{0.1A}$=2000Ω；
（4）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：R₃=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1210W}$=40Ω；
開(kāi)關(guān)S₂斷開(kāi)時(shí)，電阻R₂與R₃串聯(lián)；
根據(jù)串聯(lián)電路的總阻值等于串聯(lián)的電阻之和得：
R_保=R₂+R₃=202Ω+40Ω=242Ω，
則P_保=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{保}}$=$\frac{（220V）^{2}}{242Ω}$=200W；
（5）該熱熔器（全電路）在保溫模式下，總功率P=P_L+P₁+P_保=UI_L+P_保=220V×0.1A+200W=222W，
消耗的電能W=Pt=222W×60s=13320J．
答：（1）吸收；
（2）加熱；
（3）2000Ω；
（4）200；
（5）13320．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電阻、功率的計(jì)算，對(duì)檔位較多的用電器，關(guān)鍵是判斷出電路的連接方式．