Question

【題目】小洋媽媽在國(guó)外旅游時(shí)買了一臺(tái)家用智能電熱馬桶蓋（如圖甲），小洋從此立志學(xué)好物理，長(zhǎng)大后創(chuàng)新設(shè)計(jì)推進(jìn)“中國(guó)造”。圖乙是小洋設(shè)計(jì)的便座加熱電路，R1和R2是兩個(gè)定值電阻（表示兩個(gè)電熱絲），單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b，該電路通過開關(guān)S1和S2的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)“高溫?fù)酢⒅袦負(fù)�、低溫�(fù)酢比�種加熱功能（見下表）。

S1	斷開	斷開	閉合	閉合
S2	接b	接a	接a	接b
功率	P0＝0	P1＝22W	P2＝44W	Px

（1）求R1和R2的阻值；

（2）求出表中的“Px”；

（3）老年人在冬天坐上冰冷的馬桶是很難受的，假設(shè)小洋想讓馬桶圈的溫度升高4℃，則用“中溫?fù)酢奔訜岬姆绞叫枰�多長(zhǎng)時(shí)間。（設(shè)電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，馬桶圈的質(zhì)量m＝500g，馬桶圈材料的比熱容c＝0.44×l03J/（kg℃））

Answer 1

【答案】（1）R1和R2的阻值都為1100Ω；（2）Px＝88W；（3）20s

【解析】

（1）當(dāng)斷開S1，將S2接a點(diǎn)時(shí)，定值電阻R1和R2串聯(lián)；開關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路。由計(jì)算R1和R2的阻值；

（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時(shí)，R1與R2并聯(lián)，由電路特點(diǎn)和計(jì)算Px；

（3）利用吸熱公式求馬桶圈吸收的熱量，由計(jì)算用“中溫?fù)酢奔訜岬姆绞叫枰�的時(shí)間。

（1）由題中表格和電路圖可知，當(dāng)斷開S1，將S2接a點(diǎn)時(shí)，定值電阻R1和R2串聯(lián)，電路功率P1＝22W，

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和可得，

，

所以R1+R2＝2200Ω，

當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接a時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路功率P2＝44W，

由可得：，

所以R2＝2200Ω﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；

（2）由題中表格和電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2接b時(shí)，R1與R2并聯(lián)，

由并聯(lián)電路特點(diǎn)和可得：

；

（3）馬桶圈吸收的熱量：

Q＝cm△t＝0.44×l03J/（kg℃）×0.5kg×4℃＝880J，

中溫檔加熱功率P中溫＝P2＝44W，

電熱絲發(fā)熱全部被馬桶圈吸收，由可得用“中溫?fù)酢奔訜岬姆绞叫枰�的時(shí)間：

。

答：（1）R1和R2的阻值都為1100Ω；

（2）表中的Px＝88W；

（3）想讓馬桶圈的溫度升高4℃，用“中溫?fù)酢奔訜岬姆绞叫枰?/span>20s。