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甲图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.其电路部分如乙图所示,S2为
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甲图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.其电路部分如乙图所示,S2为温控开关,S1是手控开关. ND为指示灯,R1是限流电阻.R2和R3均为加热电阻.表是它的技术参数.
(1)请说出加热和保温状态下,开关S1和S2所处的状态;
(2)求出R2的电阻值;
(3)若熔化1kgPVC塑料需要吸收106J热量,某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热多长时间?
(4)在设计时,若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种,你认为先哪一种比较合适,请说明理由.
产品名称 | 便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材 |
型号 | 20-32MM(配Ф20、Ф25、Ф32模头) |
环境温度 | -20℃~50℃ |
相对湿度 | 45%~95% |
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1ΜΩ |
(1)请说出加热和保温状态下,开关S1和S2所处的状态;
(2)求出R2的电阻值;
(3)若熔化1kgPVC塑料需要吸收106J热量,某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热多长时间?
(4)在设计时,若指示灯ND可在“3V 0.3A”普通灯泡和“3V 10mA”的发光二极管中任选项一种,你认为先哪一种比较合适,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)当开S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电路中电阻最大;当开关S2闭合时,只有R1工作此时电路中电阻最小;
根据P=
可知,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)加热时,电路为R1的简单电路,则
R1=
=
=48.4Ω;
保温时,R1和R2串联,则
R总=
=
=193.6Ω,
R2=R总-R1=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω.
(3)熔化80gPVC需要的热量:
Q=
×80g=8×104J,
需要的加热时间:
t=
=
=
=80s.
(4)若指示灯为“3V 0.3A”普通灯泡时,
当其指示时,该支路消耗的电能P=UI=220V×0.3A=66W,
若指示灯为“3V 10mA”的发光二极管时,
当起指示时,该支路消耗的电能P′=UI′=220V×10×10-3A=2.2W,
从节约能源的角度可知应选“3V 10mA”的发光二极管.
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)R2的电阻值为145.2Ω;
(3)某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热80s;
(4)指示灯ND应选“3V 10mA”的发光二极管,原因:指示灯正常工作时,消耗的电能少.
根据P=
U2 |
R |
(2)加热时,电路为R1的简单电路,则
R1=
U2 |
P加热 |
(220V)2 |
1000W |
保温时,R1和R2串联,则
R总=
U2 |
P保温 |
(220V)2 |
250W |
R2=R总-R1=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω.
(3)熔化80gPVC需要的热量:
Q=
106J |
1000g |
需要的加热时间:
t=
W |
P加热 |
Q |
P加热 |
8×104J |
1000W |
(4)若指示灯为“3V 0.3A”普通灯泡时,
当其指示时,该支路消耗的电能P=UI=220V×0.3A=66W,
若指示灯为“3V 10mA”的发光二极管时,
当起指示时,该支路消耗的电能P′=UI′=220V×10×10-3A=2.2W,
从节约能源的角度可知应选“3V 10mA”的发光二极管.
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)R2的电阻值为145.2Ω;
(3)某次熔接时要需熔化80gPVC,则正常情况下至少要加热80s;
(4)指示灯ND应选“3V 10mA”的发光二极管,原因:指示灯正常工作时,消耗的电能少.
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