Question

如圖甲所示為一制膠廠熬膠時的電加熱器的電路原理圖，圖18乙為旋轉(zhuǎn)開關(guān)的示意圖，開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣的圓盤，在圓盤的邊緣有6個金屬觸點(diǎn)（在圖18乙中用“○”表示，“○”標(biāo)有1、2、3、4編號，編號相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接），可以繞中心軸轉(zhuǎn)動的開關(guān)旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉(zhuǎn)動開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置A時，金屬滑片將1、2觸點(diǎn)接通，同時另一端將3、4觸點(diǎn)接通；如旋鈕上的箭頭指向圖中位置B時，金屬滑片將2、4觸點(diǎn)接通，另一端沒有與觸點(diǎn)接觸。圓盤邊緣的1、2、3、4金屬觸點(diǎn)對應(yīng)于甲圖的1、2、3、4觸點(diǎn)。用這個旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)加熱狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

圖甲中R₁、R₂是兩只阻值相同的電熱絲。旋轉(zhuǎn)開關(guān)在某一位置時對膠進(jìn)行加熱，使其升溫；當(dāng)膠的溫度達(dá)到一定溫度時，旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)到另一位置改變其加熱狀態(tài)，使加熱器產(chǎn)生的熱量剛好補(bǔ)充向環(huán)境的散熱，讓膠保持在該恒溫下加熱一段時間，達(dá)到粘性最強(qiáng)。膠的比熱容為3×10³J / (kg·℃)
（1）旋轉(zhuǎn)開關(guān)在       位置時對膠進(jìn)行加熱，使其快速升溫。當(dāng)膠的溫度達(dá)到一定溫度時，旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)到       位置時改變加熱狀態(tài)，使加熱器產(chǎn)生的熱量剛好補(bǔ)充向環(huán)境的散熱，讓膠保持在該恒溫。（選填“A”或“B”）
（2）膠加熱升溫階段，電熱器的功率為1100W，則每根電熱絲的阻值為多大？
（3）用該加熱器使10kg 20℃的膠剛好加熱到80℃時，用時30 min，則加熱器的效率為多少？
（4）加熱到80℃時旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)到另一位置改變其加熱狀態(tài)，加熱器無論怎樣加熱，膠的溫度始終保持不變，則膠每1min向環(huán)境散熱為多少J？此時通過加熱器的電流為多少A？

Answer 1

（1）A    B（2）88Ω（3）91%（4）1.25A

由電路圖可知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)在A位置時，觸點(diǎn)1與2、3與4接通，兩電阻并聯(lián)，此時電路的總功率最大，處于加熱升溫階段；當(dāng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)在B位置時，觸點(diǎn)2與4接通，兩電阻串連接入電路，電路總功率較小，處于保溫狀態(tài)；膠加熱升溫階段，求出每根電阻絲的功率，然后由電功率的變形公式R=U²/P ,求出每根電阻絲的阻值；由熱量公式Q=cm△t求出10kg 20℃的膠剛好加熱到80℃時吸收的熱量，然后由公式W=Pt求出加熱器所做的功，最后求出加熱器的效率；
膠處于保溫階段時，兩電阻串聯(lián)，由電功公式W=U² /R t求出膠每分鐘向環(huán)境散失的熱量，由歐姆定律求出此時通過加熱器的電流．解：（1）A    B   （2分）
（2）加熱升溫階段、雙刀雙擲開關(guān)的狀態(tài)應(yīng)是擲向下方的，此時，兩電阻并聯(lián)，則
         （2分）
（3） （2分）
（4）保持恒溫時，雙刀雙擲開關(guān)的狀態(tài)應(yīng)是擲向上方的，此時，兩電阻串聯(lián).
1min向環(huán)境散熱為   （2分）
通過加熱器的電流為     （2分）