Question

【題目】生態園的溫室大棚設計了模擬日光和自動調溫系統，實現照明、保溫和加熱的功能，其原理如圖所示，電源電壓恒為220V，R1和R2是兩個電熱絲（不考慮溫度對電阻的影響），R2＝3Ω，L是標有“220V 160W”的照明燈泡，冬季白天有日光的時候，燈泡不亮。白天溫度較高時開啟該系統的保溫功能，R1與R2的電功率之比為1∶3；晚上溫度較低的時候，需開啟加熱功能。請解答下列問題：

（1）若兩個開關一個是光控開關，一個是溫控開關，則S2是_______開關。開啟加熱功能時開關S2處于______________（選填“斷開”或“閉合”）狀態。

（2）燈泡正常工作時的電阻多大？

（3）若每天保溫狀態和加熱狀態各連續工作10h，一天中電熱絲放出的熱量完全由該生態園自產的沼氣提供，其熱效率為50%，則每天需要完全燃燒多少m3的沼氣？（已知熱值q沼氣＝1.8×l07J/m3）

（4）請說出生態園采用沼氣做為熱源的一條優點：____________________。

Answer 1

【答案】 溫控 閉合 302.5Ω 24.2m3 清潔、無污染、沼氣是可再生能源等

【解析】（1）由題意及圖可知若兩個開關一個是光控開關，一個是溫控開關，則S2是溫控開關。開啟加熱功能時開關S2處于閉合狀態。

（2）由P=可得燈泡正常發光時的電阻R=== 302.5Ω

由題可知白天和晚上系統的工作時間相同，則一天內電熱絲放出的熱量：

Q=W=P1′t+P保溫t=（P1′+P保溫）t=×10×3600s=2.178×108J，

由沼氣燃燒的熱效率為50%可得：50%Q放=Q，

由Q放=qV可得需要燃燒沼氣的體積：

V====24.2m3．