Question

【題目】中國(guó)人富了，游客去日本旅游，瘋狂搶購(gòu)如圖甲所示的新型智能電熱馬桶蓋其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖乙所示，電熱絲R的電阻為1100Ω，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2可接a或b，通過(guò)開(kāi)關(guān)S1和S2不同的連接方式，可以實(shí)現(xiàn)“高、中、低”三擋加熱功率的轉(zhuǎn)換，電源電壓恒為220V，求:

（1）當(dāng)加熱電路分別處于高溫?fù)豕β屎偷蜏負(fù)豕β蕰r(shí)，開(kāi)關(guān)S1和S2應(yīng)如何連接?

（2）高溫?fù)跫暗蜏負(fù)醯墓β史謩e是多大?

（3）將智能電熱馬桶蓋調(diào)至高溫?fù)跽�常加熱�?/span>25s內(nèi)可將質(zhì)量為600g的馬桶圈升高5℃，則馬桶圈吸收的熱量及電熱效率分別是多少? (馬桶圈材料的比熱容c=0.44×103J/(kg℃))

Answer 1

【答案】(1)詳見(jiàn)解析；(2) 88W，22W；(3)1320J，60%。

【解析】

(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路中的總電阻最小，由P=可知，電路的功率最大，處于高溫檔；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2接b時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電路中的總電阻最大，由P=可知，電路的功率最小，處于低溫檔；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接b時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路處于中溫檔；

(2)高溫?fù)鯐r(shí)，R1與R2并聯(lián)，總功率

P高==88W；

低溫檔時(shí)，R1與R2串聯(lián)，總功率

P低==22W；

(3)馬桶圈吸收的熱量：

Q=cmΔt=0.44×103J/（kg℃）×0.6kg×5℃=1320J，

電熱絲消耗的電能：

W=P高溫t=88W×25s=2200J，

電熱效率：

η==60%。

答：(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，處于高溫檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)、S2接b時(shí)，處于低溫檔；

(2)高溫?fù)跫暗蜏負(fù)醯墓β史謩e是88W和22W；

(3)馬桶圈吸收的熱量及電熱效率分別是1320J和60%。