Question

【題目】智能電熱馬桶已經(jīng)進入現(xiàn)代家庭，如圖是簡易的便座加熱電路.電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，該電路通過開關(guān)S1和S2的不同接法組合，實現(xiàn)“高、中、低”擋三種加熱功能，其中低溫?fù)醯墓β?/span>P1為22W，中溫?fù)醯墓β?/span>P2為44W．[馬桶圈材料的比熱容c=0.44×103J/（kg℃）]

（1）若開關(guān)S1______，開關(guān)S2接______，則便座加熱電路處于高溫?fù)跫訜釥顟B(tài).

（2）求高溫?fù)豕β?/span>P3_____．

（3）若電熱絲發(fā)出熱量的80%被馬桶圈吸收，讓質(zhì)量為500g的馬桶圈溫度升高4℃，用“中溫?fù)?/span>”加熱需要多少秒____?

Answer 1

【答案】閉合 b 88W 25s

【解析】

(1)根據(jù)可知，要使便座加熱電路處于高溫?fù)跫訜釥顟B(tài)，即電功率最大，那么需要總電阻最小，兩電阻在并聯(lián)狀態(tài)下，總電阻最小，所以可以閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接b，這種情況下兩電阻是并聯(lián)的，便座加熱電路處于高溫?fù)跫訜釥顟B(tài)；

(2)當(dāng)電路處于低溫?fù)鯐r，總電阻最大，兩電阻是串聯(lián)的，那么需要斷開S1，開關(guān)S2接a，可得到關(guān)系式

當(dāng)電路處于中溫?fù)鯐r，這時電路中的總電阻中等大小，這情況下從圖中可推測到應(yīng)該是閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接a，只有電阻接入電路中，可以得到關(guān)系式

可求得，還可求得，R1、R2并聯(lián)時的電阻是

那么高溫?fù)豕β适?/span>

(3)由題意可知，馬桶圈吸收的熱量是

電熱絲放出的熱量是

用“中溫?fù)?/span>”加熱需要的時間是

答：(1)若開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2接b，則便座加熱電路處于高溫?fù)跫訜釥顟B(tài)；(2)高溫?fù)豕β适?/span>88W；(3)若電熱絲發(fā)出熱量的80%被馬桶圈吸收，讓質(zhì)量為500g的馬桶圈溫度升高4℃，用“中溫?fù)?/span>”加熱需要25s。