题目内容
14．
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．（1）旋转开关在A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B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．（均选填“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）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向环境的散热为多少？
分析 （1）由电路图分析开关接A和B时电路的连接方式，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析各应处于何种状态；
（2）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=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出每根电阻丝的阻值；
（3）胶处于保温阶段时，两电阻串联，由电功公式W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出胶每分钟向环境散失的热量．
解答 解：
（1）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，电路总电阻最小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知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，两电阻串联接入电路，电路中电阻最大，电路总功率较小，处于保温状态；
（2）加热升温阶段，旋转开关在A位置，此时两电阻并联，每根电热丝的功率为P=$\frac{1}{2}$×1100W=550W，
每根电热丝的阻值R1=R2=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{550W}$=88Ω；
（3）加热器无论怎样加热，胶的温度始终保持不变，即应处于保温状态，旋转开关在B位置时，两电热丝串联，胶的温度始终保持不变，
每1min向环境的散热与每分钟产生的热量相等：
Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{88Ω+88Ω}$×60s=1.65×104J．
答：（1）A；B．（2）每根电热丝的阻值是88Ω．（3）胶每1min向环境散热为1.65×104J．
点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及电功率、电功、电阻的计算，关键是欧姆定律和电功率公式等灵活应用，难点是双刀双掷开关处于不同位置时电路串并联的辨别．
习题精选系列答案| A． | 甲一定带正电，乙一定带负电，丙一定不带电 | |
| B． | 甲一定带负电，乙一定带正电，丙一定不带电 | |
| C． | 三个小球中肯定有一个不带电 | |
| D． | 肯定甲不带电 |
明亮同学的家中有一台微电脑控制的电热水壶，如图所示．该电热水壶可以将水从桶中自动抽到壶中并自动加热至水烧开．明亮同学观察该电热水壶的铭牌时发现其额定加热功率模糊不清晰，其它铭牌标记均清晰（如表所示）；烧水前他关掉家里其它用电器，只接通电热水壶控制开关，小电动机开始额定电压下用5s时间将水从桶中提升了0.8m加至电热水壶满刻度处自动停止加水，此时显示水温为20℃，电热水壶加满水后开始在额定电压下烧水至水温为100℃时自动断开电路停止工作．明亮同学还观察到，在电热水壶烧水的过程中，家里标有3000r/kWh的电能表在30s内转盘转了50转．（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃））．| 型号 | MH200 |
| 额定电压 | 220V |
| 额定频率 | 50Hz |
| 额定加热功率 | |
| 小电动机额定功率 | 5W |
| 容量 | 2.0L |
（1）小电动机提升水的工作效率；
（2）电热水壶的额定加热功率；
（3）如果在用电高峰时明亮同学家中的实际电压是额定电压的90%，电热水壶在此电压下烧水时的加热效率为90%，试计算在用电高峰时烧开该壶水所需的时间．
多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，图中甲是压缩冲程，在此冲程中机械能转化为内能．| A． | 陨石撞击在月球表面，但没有产生振动 | |
| B． | 陨石撞击在月球表面，但振动很微弱，声音太小听不到 | |
| C． | 陨石撞击在月球表面，有振动产生，但振动的声音无法传到宇航员的耳朵中 | |
| D． | 以上原因都不是 |
