题目

（2013·吉林）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.其电路部分如图乙所示，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.下表是它的技术参数.产品名称便携自动控温式PPR/PP-R塑料管材型号20-32 MM（配Ф20、Ф25、Ф32模头）环境温度-20 ℃～50 ℃相对湿度45%～95%额定电压220 V加热头温度260 ±5 ℃功率加热：1 000 W，保温：250 W安全指标绝缘电阻不小于1 MΩ　（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1 kg的PVC塑料需要吸收106 J热量，某次熔接时要需熔化80 g的PVC，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“3 V　0.3 A”普通灯泡和“3 V　10 mA”的发光二极管中．任选一种，你认为选哪一种比较合适，请说明理由. 答案：（1）保温状态下，开关S1闭合，开关S2断开，R2与R3串联；加热状态下，开关S1、S2均闭合，思路中只有加热电阻R3工作. （2）R3=U2/P1=（220 V）2/1 000 W= 48.4 Ω R总=U2/P2=（220 V）2/250 W=193.6 Ω R2= R总－R3=193.6 Ω－48.4 Ω=145.2 Ω （3）熔化80 g的PVC需要吸收的热量 Q=106 J×80/1 000=8×104 J 加热时间 t=W/P1=Q/P1=8×104 J/1 000 W=80 s （4）若选用普通灯泡，则指示灯电路消耗的功率 P1=UI1=220 V×0.3 A=66 W 若选用发光二极管，则指示灯电路消耗的功率 P2=UI2=220 V×0.01 A=2.2 W P1大于P2，故选用发光二极管较好.

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