题目

初三1班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响)，它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题： 额定电压 220V 加热功率 900W 保温功率 20W 水杯容量 0.6kg （1） S闭合时，饮水机处于工作状态。R2的阻值是Ω。 （2） 水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失] （3） 最近一次使用时， 加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器，以下称为变阻器)设计了如图乙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则： ①求R2的发热功率范围。 ②变阻器的最大功率多大？ ③简述：这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。 答案： 【1】保温【2】22 在不计热损失时，水吸收的热量即为消耗的电能W=Q，根据P=Wt，将水烧开需要的加热时间为t=WP=cmΔtP=4.2×103J/kg·℃×0.6kg×100℃-20℃900W=224s ①R2的发热功率范围为13.75W～880W②220W③因变阻器与R2串联，若其中任一电阻损坏，将导致整个电路不能工作（或变阻器产生的热量没有被利用）。

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