有一种WSJ-60型号电水壶,右图是电水壶的电路图,L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯,R1、R2、R3为指示灯的保护电阻,其大小为100kΩ左右;R为加热器,其电阻小于100Ω;S1、S2为压键开关;ST温控器是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,当温度升高到一定值后,会自动断开,从而实现了自动温度开关控制.

当水壶放在底座上时,就分别压下压键开关S1、S2,并接通电路,如果插头插入插座后,就接通了电源,电源指示灯就亮,反之就断开.
该壶有手动和自动两种工作状态.
当钮子开关拨到手动挡时,加热电阻连入,开始加热,水沸腾以后再将钮子开关拨回.
当钮子开关拨到自动挡时,此时通过ST温控器将加热电阻连入,并开始加热;当水沸腾后,ST温控器的触点断开,进入保温状态,保温指示灯亮;当水的温度低于某温度后,ST温控器又重新接通,再次进入加热状态.
若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,根据以上叙述与观察,请回答以下问题.
(1)在下列空格中填写“亮”或“不亮”
Ⅰ、手动状态通电工作时,电源指示灯
,加热指示灯
,保温指示灯
不亮
不亮

Ⅱ、自动状态通电工作时,水沸腾前:电源指示灯
,加热指示灯
,保温指示灯
不亮
不亮
.水沸腾后:电源指示灯
,加热指示灯
不亮
不亮
,保温指示灯

(2)现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min,请计算该电水壶的热效率.水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃).
(3)通过分析电水壶的电路,说明为什么处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯是不亮的?
(4)试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大?如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ,当它处于保温状态时,试计算电水壶保温时的功率有多大?由此可以说明什么问题?
探究:通过导体的电流与导体两端电压及导体电阻的大小有什么关系?
猜想一:导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比.
猜想二:导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压的平方成正比.
猜想三:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比.
实验器材:电源(电压恒为4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,若干个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω),滑动变阻器(50Ω、1.5A),导线若干.
实验过程:
(1)小明利用所给的器材设计了如图甲的电路图,然后根据电路图连接实物图.
①如图乙是他未连接好的电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整.(做在答题纸上)
②电路连好后,在闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片滑到最
端(填“左”或“右”).闭合开关后,他发现无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于
定值电阻R
定值电阻R
断路造成的.
③小明更换元件后继续实验,通过改变定值电阻R两端的电压,测得电流、电压的值如表一.分析数据可得:猜想
(填序号)是正确的,小明选用的定值电阻的阻值是
10
10
Ω.
表一                                 
电压U/V 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8
电流I/A 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
表二
电阻R/Ω 10 15 20
电流I/A 0.20 0.13 1.10
④小明在探究猜想三时,先将10Ω的电阻连入图20乙连接好的电路中,闭合开关,移动滑片,使与电阻并联的电压表的示数为2V,并记下电流值;再分别改接15Ω、20Ω的电阻,重复上述实验,得到了表二中的实验数据.分析数据得出,猜想三是
正确
正确
(填“正确”、“错误”)的.实验中,小明多次移动变阻器滑片的目的是
保持电压表的示数不变
保持电压表的示数不变

(2)小华在探究猜想三时,利用所给的器材重新设计了电路,保持电压表的示数为2.5V,得到了与表二相同的数据,也完成了实验探究.请你画出小华设计的电路图.(画在答题纸上本题答题区域中的虚线框内)

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