Question

【題目】智能電熱馬桶已經進入現代家庭，如圖是簡易的便座加熱電路.電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲，單刀雙擲開關S2可接a或b，該電路通過開關S1和S2的不同接法組合，實現“高、中、低”擋三種加熱功能，其中低溫擋的功率P1為22W，中溫擋的功率P2為44W．[馬桶圈材料的比熱容c=0.44×103J/（kg℃）]

（1）若開關S1______，開關S2接______，則便座加熱電路處于高溫擋加熱狀態.

（2）求高溫擋功率P3_____．

（3）若電熱絲發出熱量的80%被馬桶圈吸收，讓質量為500g的馬桶圈溫度升高4℃，用“中溫擋”加熱需要多少秒____?

Answer 1

【答案】閉合 b 88W 25s

【解析】

(1)根據可知，要使便座加熱電路處于高溫擋加熱狀態，即電功率最大，那么需要總電阻最小，兩電阻在并聯狀態下，總電阻最小，所以可以閉合開關S1，開關S2接b，這種情況下兩電阻是并聯的，便座加熱電路處于高溫擋加熱狀態；

(2)當電路處于低溫擋時，總電阻最大，兩電阻是串聯的，那么需要斷開S1，開關S2接a，可得到關系式

當電路處于中溫擋時，這時電路中的總電阻中等大小，這情況下從圖中可推測到應該是閉合開關S1，開關S2接a，只有電阻接入電路中，可以得到關系式

可求得，還可求得，R1、R2并聯時的電阻是

那么高溫擋功率是

(3)由題意可知，馬桶圈吸收的熱量是

電熱絲放出的熱量是

用“中溫擋”加熱需要的時間是

答：(1)若開關S1閉合，開關S2接b，則便座加熱電路處于高溫擋加熱狀態；(2)高溫擋功率是88W；(3)若電熱絲發出熱量的80%被馬桶圈吸收，讓質量為500g的馬桶圈溫度升高4℃，用“中溫擋”加熱需要25s。