Question

甲图是用来焊接自来水管的塑料热熔器。通电后，加热头发热，使需接上的塑料水管的两头熔化，将它们对接、紧压在一起，冷却后，就可以拼成一根水管了。其电路部分如乙图所示，S₂为温控开关，，S₁是手控开关。 ND为指示灯，R₁是限流电阻。R₂和R₃均为加热电阻。右表是它的技术参数。

产品名称	便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材
型号	20-32MM（配Ф20、Ф25、Ф32模头）
环境温度	-20℃~50℃
相对湿度	45%~95%
额定电压	220V
加热头温度	260 ±5℃
功率	加热：1000W，保温：250W
安全指标	绝缘电阻不小于1ΜΩ

（1）请说出加热和保温状态下，开关S₁和S₂所处的状态；
（2）求出R₂的电阻值；
（3）若熔化1kgPVC塑料需要吸收10⁶J热量，某次熔接时要需熔化80gPVC，则正常情况下至少要加热多长时间？
（4）在设计时，若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种，你认为选哪一种比较合适，请说明理由。

Answer 1

（1）保温状态：S₁闭合，S₂断开 加热状态：S₁、S₂均闭合；（2）145.2Ω（3）80s（4）选“3V 10mA”，更节能

解析试题分析：：（1）观察电路图可知，当S₁闭合S₂断开时，电阻R₂、R₃串联，发热的总电阻最大，根据可知此时发热功率最小，为保温状态；同法分析，当S₁、S₂都闭合时，为加热状态；（2）加热时，R₂短路、R₃发热，此时处于加热状态，P="1000W," ,保温时,电阻R₂、R₃串联，P=250W,电路的总电阻为，所以R₂=R_总-R₃=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω （3）熔化80gPVC塑料需要吸收的热量：,热熔器正常工作时，若无热损失，产生这些热量需要的时间最少,∵Q=W=Pt,∴ (4) 选“3V 10mA”，因为正常工作时电流小，更节能。
考点：电路状态分析，及其变式应用，串联电路电阻规律，W=Pt及其变式应用，节能意识。