题目内容
【题目】如图甲所示是某电热器的工作原理图，R1、R2是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳。它用一个旋转开关可以实现电热器多挡位工作的要求。其中旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④，右边缘是一块金属板，可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左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时，金属滑片将①、②两触点同时与右边缘金属板接通：
(1)如果请你为这台电热器配备一个三脚插头，如图乙所示，应该将电路图中的地线接到插头的________（填“G”“L”或“N”）脚。正常情况下，火线和零线之间的电压为________ V；
(2)小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的________ 点处；
(3)如果R1＝R2，旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000 W，R1的阻值是_______________；
(4)当旋钮开关旋到位置T时，通电1min产生的热量是___________________；
(5)某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表所示，选横截面积为______的铜芯导线作为该电热器的输出导线，符合既适用又经济的原则。
导线规格 | ||||
导线横截面积S/mm2 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2.5 |
安全载流量I/A | 4 | 8 | 12 | 20 |
【答案】G 220 A 48.4Ω 3×104J 1mm2
【解析】
(1)[1]三角插头接线原则为“左零右火上接地”，则应将电路图中的地线接到插头的G脚。
[2]在我国，正常情况下，家庭电路火线和零线之间的电压为220V。
(2)[3]在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，为确保安全，则应使电热器倾倒后与火线断开连接，则“倾倒开关”最好安装在示意图中的A点处。
(3)[4]旋钮开关旋到位置S时，电阻R1短路，电路为R2的简单电路，则由
可求R2电阻为
由于R1与R2阻值相等，则R1阻值为48.4Ω。
(4)[5]当旋钮开关旋到位置T时，电路为R1与R2串联电路，则电路总电阻为
R总= R1+R2=48.4Ω+48.4Ω=96.8Ω
由于为纯电阻发热，则通电1min产生的热量等于消耗的电能，即
(5)[6]当旋钮开关旋到位置S时，电路电阻最小，由欧姆定律可知，此时电流最大，为
则符合既适用又经济的原则，应挑选横截面积为1mm2的铜导线作为该电热器的输出导线。
【题目】同学们学习了“能源与可持续发展”的内容后，知道热电站既能发电，又能供热，随着热电站技术不断更新，煤的燃烧程度比传统火电站更充分。为深入了解，他们对某热电站进行调查，获取信息如下：
工作时间 | 燃煤 | 发电总功率 | 废气 | |
××热电站 | 24h | 4000t | 5×105kW | 向周边居民供热3.6×1013J |
(1)①4200t 煤完全燃烧放出多少热量？
②24h 发电多少千瓦时？（q 煤=3 ×107J/kg）
(2)该热电站的能量利用率是多少？
(3)请你结合以上信息，写出提高热电站能量利用率的方法。
