图甲是用来焊接塑料管的热熔器，两个塑料管接头部分在热熔器中熔化，再被紧压、冷却，结合为一体．热熔器内部电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，电源电压为220V，R1的阻值为171.6Ω．S2

Question

图甲是用来焊接塑料管的热熔器，两个塑料管接头部分在热熔器中熔化，再被紧压、冷却，结合为一体．热熔器内部电路如图乙所示，R₁和R₂均为电热丝，电源电压为220V，R₁的阻值为171.6Ω．S₂、S₂都闭合时，为加热状态；S₁闭合、S₂断开时，为保温状态，保温功率220W．试求：

（1）保温状态时，电路中的电流是多少？R₂的阻值是多少？
（2）加热状态时，加热功率是多少？
（3）某次加热熔接塑料管时，塑料管需要吸收9×10⁴J的热量，热熔器的效率为90%，热熔器的加热时间是多少？

Answer 1

（1）S₁闭合、S₂断开时，R₁与R₂串联，热熔器处于保温状态，
由P=UI可得，电路中的电流：
I=(P保温)/(U)=(220W)/(220V)=1A，
由I=(U)/(R)可得，电路中的总电阻：
R_总=(U)/(I)=(220V)/(1A)=220Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R₂的阻值：
R₂=R_总-R₁=220Ω-171.6Ω=48.4Ω；
（2）S₂、S₂都闭合时，电路为R₂的简单电路，熔器处于加热状态，
则加热功率：
P_加热=(U2)/(R2)=((220V)2)/(48.4Ω)=1000W；
（3）由η=(Q吸)/(W)×100%可得，消耗的电能：
W=(Q吸)/(η)=(9×104J)/(90%)=10⁵J，
由P=(W)/(t)可得，热熔器的加热时间：
t=(W)/(P加热)=(105J)/(1000W)=100s．
答：（1）保温状态时，电路中的电流是1A；R₂的阻值是48.4Ω；
（2）加热状态时，加热功率是1000W；
（3）热熔器的加热时间是100s．