Question

16．小明家新買(mǎi)了一個(gè)電熱煎藥壺．原本有高、中、低三檔功率．用了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)低溫檔不能工作、高溫檔和中溫檔發(fā)熱相同．小明翻閱說(shuō)明書(shū)查到電熱煎藥壺工作電路如圖所示，小明想到適成故陣的原因是電阻絲R₂斷路，說(shuō)明書(shū)上還寫(xiě)著高溫檔40OW、中溫檔200W，低溫檔100W”的字樣．那么小明應(yīng)該找一個(gè)242Ω的電阻絲來(lái)修復(fù)這個(gè)壺；此壺在高溫檔工作14min可使1L，初溫為20℃的藥液溫度升高到100℃（c_藥液=4.2×10³J/（kg•℃），ρ_藥液=1×10³kg/m³，不計(jì)熱量損失）

Answer 1

分析 分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
然后根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電功率公式求出電阻阻值；
由熱量公式求出藥液吸收的熱量，然后由功率公式求出加熱時(shí)間．

解答 解：由圖示電路圖可知，開(kāi)關(guān)S₁接b、S₂斷開(kāi)時(shí)，電路電阻最大，功率最小，處于低溫檔，
開(kāi)關(guān)S₁接a、S₂閉合時(shí)，電路電阻最小，電功率最大，處于高溫?fù)酰�開(kāi)關(guān)S₁斷開(kāi)、S₂閉合時(shí)，處于中溫?fù)酰?br />低溫檔不能工作、高溫檔和中溫檔發(fā)熱相同，則電阻絲R₂斷路；
處于中溫?fù)鯐r(shí)，只有R₁接入電路，則：
R₁=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{中溫}}$=$\frac{（220V）^{2}}{200W}$=242Ω，
處于高溫當(dāng)時(shí)，電阻R₂的功率：
P₂=P_高溫檔-P₁=400W-200W=200W，
電阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（220V）^{2}}{200W}$=242Ω；
藥液的質(zhì)量：
m=ρ_藥液V=1×10³kg/m³×1×10^-3m³=1kg，
藥液吸收的熱量：
Q=c_藥液m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×10⁵J，
煎藥壺做功：W=Q，而W=Pt，則加熱時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{Q}{P}$=$\frac{3.36×1{0}^{5}J}{400W}$=840s=14min；
故答案為：電阻絲R₂斷路；242；14．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路故障分析、求電阻阻值、求加熱時(shí)間，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用電功率公式、電功率公式即可正確解題．