Question

如图甲所示为一制胶厂熬胶时的电加热器的电路原理图，图18乙为旋转开关的示意图，开关内有一块绝缘的圆盘，在圆盘的边缘有6个金属触点（在图18乙中用“○”表示，“○”标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接），可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置A时，金属滑片将1、2触点接通，同时另一端将3、4触点接通；如旋钮上的箭头指向图中位置B时，金属滑片将2、4触点接通，另一端没有与触点接触。圆盘边缘的1、2、3、4金属触点对应于甲图的1、2、3、4触点。用这个旋转开关可以实现加热状态的转换。

   图甲中R₁、R₂是两只阻值相同的电热丝。旋转开关在某一位置时对胶进行加热，使其升温；当胶的温度达到一定温度时，旋转开关转到另一位置改变其加热状态，使加热器产生的热量刚好补充向环境的散热，让胶保持在该恒温下加热一段时间，达到粘性最强。胶的比热容为3×10³J / (kg·℃)

（1）旋转开关在       位置时对胶进行加热，使其快速升温。当胶的温度达到一定温度时，旋转开关转到       位置时改变加热状态，使加热器产生的热量刚好补充向环境的散热，让胶保持在该恒温。（选填“A”或“B”）

（2）胶加热升温阶段，电热器的功率为1100W，则每根电热丝的阻值为多大？

（3）用该加热器使10kg 20℃的胶刚好加热到80℃时，用时30 min，则加热器的效率为多少？

 （4）加热到80℃时旋转开关转到另一位置改变其加热状态，加热器无论怎样加热，胶的温度始终保持不变，则胶每1min向环境散热为多少J？此时通过加热器的电流为多少A？

 

Answer 1

【答案】

（1）A    B（2）88Ω（3）91%（4）1.25A

【解析】由电路图可知，当旋转开关在A位置时，触点1与2、3与4接通，两电阻并联，此时电路的总功率最大，处于加热升温阶段；当旋转开关在B位置时，触点2与4接通，两电阻串连接入电路，电路总功率较小，处于保温状态；胶加热升温阶段，求出每根电阻丝的功率，然后由电功率的变形公式R=U²/P ,求出每根电阻丝的阻值；由热量公式Q=cm△t求出10kg 20℃的胶刚好加热到80℃时吸收的热量，然后由公式W=Pt求出加热器所做的功，最后求出加热器的效率；

胶处于保温阶段时，两电阻串联，由电功公式W=U² /R t求出胶每分钟向环境散失的热量，由欧姆定律求出此时通过加热器的电流．解：（1）A    B    （2分）

（2）加热升温阶段、双刀双掷开关的状态应是掷向下方的，此时，两电阻并联，则

          （2分）

（3） （2分）

（4）保持恒温时，双刀双掷开关的状态应是掷向上方的，此时，两电阻串联.

1min向环境散热为   （2分）

通过加热器的电流为     （2分）