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甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后,加热头发热,使需接上的塑料水管的两头...

甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器.通电后,加热头发热,使需接上的塑料水管的两头熔化,将它们对接、紧压在一起,冷却后,就可以拼成一根水管了.其电路部分如乙图所示,S2为温控开关,S1是手控开关. ND为指示灯,R1是限流电阻.R2和R3均为加热电阻.表是它的技术参数.
产品名称便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材
型号20-32MM(配Ф20、Ф25、Ф32模头)
环境温度-20℃~50℃
相对湿度45%~95%
额定电压220V
加热头温度260±5℃
功率加热:1000W,保温:250W
安全指标绝缘电阻不小于1ΜΩ
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(1)请说出加热和保温状态下,开关S1和S2所处的状态;
(2)求出R2的电阻值;
(3)若熔化1kgPVC塑料需要吸收106J热量,某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热多长时间?
(4)在设计时,若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种,你认为先哪一种比较合适,请说明理由.
(1)根据公式P=可知,电阻越小,电功率越大;当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,当开关S2闭合时,只有R1工作. (2)由铭牌可知保温功率和加热功率,分别根据R=求出加热和保温时电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出R2的电阻值. (3)已知熔化1kgPVC塑料需要吸收的热量,据此求出熔化80gPVC需要的热量,再根据Q=W=Pt求出正常情况下的加热时间. (4)灯泡正常发光时的电流和额定电流相等,根据P=UI求出两种指示灯所在支路消耗的电功率,即可从节约能源的角度选取哪一种比较合适. 【解析】 (1)当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电路中电阻最大;当开关S2闭合时,只有R1工作此时电路中电阻最小; 根据P=可知,开S1闭合、S2断开时处于保温状态,开关S1、S2闭合时处于加热状态. (2)加热时,电路为R1的简单电路,则 R1===48.4Ω; 保温时,R1和R2串联,则 R总===193.6Ω, R2=R总-R1=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω. (3)熔化80gPVC需要的热量: Q=×80g=8×104J, 需要的加热时间: t====80s. (4)若指示灯为“3V 0.3A”普通灯泡时, 当其指示时,该支路消耗的电能P=UI=220V×0.3A=66W, 若指示灯为“3V 10mA”的发光二极管时, 当起指示时,该支路消耗的电能P′=UI′=220V×10×10-3A=2.2W, 从节约能源的角度可知应选“3V 10mA”的发光二极管. 答:(1)开S1闭合、S2断开时处于保温状态,开关S1、S2闭合时处于加热状态; (2)R2的电阻值为145.2Ω; (3)某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热80s; (4)指示灯ND应选“3V 10mA”的发光二极管,原因:指示灯正常工作时,消耗的电能少.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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