Question

【题目】（6分）如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S1是手控开关，S2为温控开关，ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3为电热丝，表是它的术参数．

产品名称	便携式自动控温式PPR/PPR塑料管材
型号	20-32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）
环境温度	-20℃-50℃
额定电压	220V
加头温度	260±5℃
功率	加热状态电热丝功率：1000W 保温状态电丝功率：250W
安全指标	绝缘电阻不小于1MΩ

请解答下列问题：

（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R1的阻值多大才能使指示灯正常发光？

（2）电热丝R2的阻值多大？

（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？

Answer 1

【答案】（1）2.17×104Ω （2）145.2Ω （3）100s

【解析】试题分析：（1）限流电阻R1的电压为220V-3V=217V，限流电阻R1的电流为10mA，则限流电阻R1的阻值为217V/10mA=2.17×104Ω ；（2）由题意可知：R3=U2/P1=（220V）2/1000=48.4Ω，R2+R3=U2/P2=（220V）2/250=193.6Ω，所以可得电热丝R2的阻值为145.2Ω ；（3）熔化90g的PVC需要吸收的热量为9×104J，需要消耗的电能为9×104J/90%=1×105J，所以加热时间为：t=W/P=1×105J/1000W=100s。