Question

11．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．其电路部分如图乙所示，S₂为温控开关，S₁是手控开关，ND为指示灯，R₁是限流电阻（保护指示灯）．R₂和R₃均为加热电阻．下表列出了它的部分技术参数．

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1 ΜΩ

（1）请说出加热状态下，开关S₁和S₂所处的状态；并说明理由．
（2）若熔化1kg PVC塑料需要吸收10⁶J热量，某次熔接时要需熔化80g PVC，则正常情况下至少要加热多长时间？

Answer 1

分析 （1）根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻越小，电功率越大；当开S₁闭合、S₂断开时，两电阻串联，当开关S₂闭合时，只有R₁工作．
（2）已知熔化1kgPVC塑料需要吸收的热量，据此求出熔化80gPVC需要的热量，再根据Q=W=Pt求出正常情况下的加热时间．

解答 解：
（1）当开关S₁闭合、S₂断开时，两电阻R₂、R₃串联，电路中电阻最大；
当开关S₂闭合时，只有R₃工作，此时电路中电阻最小；
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，开关S₁、S₂闭合时，热熔器处于加热状态；
（2）Q=$\frac{1{0}^{6}J}{1000g}$×80g=8×10⁴ J． 
因为W=Q=8×10⁴ J．  
所以由P=$\frac{W}{t}$得：
t=$\frac{{W}_{加}}{{P}_{加}}$=$\frac{8×1{0}^{4}J}{1000W}$=80s．  
答：（1）开S₁闭合、S₂断开时处于保温状态，开关S₁、S₂闭合时处于加热状态；
（2）某次熔接时要需熔化80gPVC，则正常情况下至少要加热80s．

点评 本题考查了电阻的串联和电功率公式、电热公式的灵活运用，关键是分析电路图得出电路中电阻的变化．