Question

【題目】如圖甲是用來焊接自來水管的塑料熱熔器，通電后，加熱頭發熱，使需對接的塑料水管的兩頭熔化，將它們對接，緊壓在一起，冷卻后就可以焊接成一根水管了，其電路部分如圖乙所示，S1是手控開關，S2為溫控開關，ND為指示燈，R1是限流電阻，R2和R3為電熱絲，表是它的技術參數．

請解答下列問題：

（1）若指示燈ND用“3V 10mA”的發光二極管，則限流電阻R1的阻值多大才能使指示燈正常發光？

（2）電熱絲R2的阻值多大？

（3）當環境溫度是20℃時，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J熱量，此時塑料熱熔器的效率為90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料熱熔器正常工作情況下需要加熱多長時間？

Answer 1

【答案】（1）2.17×104Ω；（2）145.2Ω；（3）100s．

【解析】（1）由題意可知，指示燈正常工作時與限流電阻R1串聯，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，指示燈正常工作時，限流電阻R1兩端的電壓：
U1=U-UND=220V-3V=217V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，限流電阻R1的阻值：；
（2）開關S1、S2均閉合時，電熱絲只有R3工作，熱熔器處于加熱狀態，
由可得，R3的阻值：，
開關S1閉合、S2斷開時，R2與R3串聯，熱熔器處于保溫狀態，
則R2與R3的阻值之和：，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R2=R23-R3=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω；
（3）因熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J熱量，
所以，熔化90g的PVC需要的熱量：，
由可得，消耗的電能：，
由可得，需要的加熱時間：．
答：（1）限流電阻R1的阻值為2.17×104Ω才能使指示燈正常發光；
（2）電熱絲R2的阻值為145.2Ω；
（3）在塑料熱熔器正常工作情況下需要加熱100s．