图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝 R1的阻值为48.4Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器R2(调温电阻)的最大阻值为130Ω；热敏电阻RT置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到0.05A时，开关S2断开，加热电路停止加热。

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1. 图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成。电流鉴别器相当电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝 R₁的阻值为48.4Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器R₂(调温电阻)的最大阻值为130Ω；热敏电阻RT置于热水器内部，其阻值随温度t变化的关系如乙图所示。当电流鉴别器的电流达到0.05A时，开关S₂断开，加热电路停止加热。 $\text{[math]}$

(1) 开关S₂闭合，求加热电路的电功率为多少?

(2) 当控温设置在80℃时，滑动变阻器R₂接入电路中的阻值应为多少?

(3) 当控温设置在80℃时，若不计能量损失，用电热水壶把1kg水从30℃开始加热，通电200s后，请通过计算判断此时加热电路是否停止加热。

【考点】

热量的计算; 电功率计算公式的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展了项目化实践活动。

(1) 【项目一】水的净化

如图甲为水的净化过程，得到直饮水需经过①②③三个步骤，步骤②相当于实验操作。

(2) 【项目二】加热原理

现用电热片a、b接入图乙电路模拟电热开水器的电路。已知电热片 $\text{[math]}$ 的阻值为 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图乙确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为6V，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在 $\text{[math]}$ 上面，闭合开关 $\text{[math]}$ ，发现 $\text{[math]}$ 上的油墨纸片红色先褪去，则 $\text{[math]}$ 的阻值为 $\text{[math]}$ ；

(3) 根据上述实验结果，计算图乙电路的加热功率为多少?

(4) 【项目三】热交换器设计

项目化小组的同学想到，将电热开水器中的开水变成温开水，需要冷却放热。若将冷却放出的热量利用起来，用于提高进电热开水器前水的温度，可以节约电能。于是小组同学设计如图丙所示的方案。

该方案用波纹管比直管冷却效果更佳的原因是

(5) 【项目四】节能效果

校园直饮水机就是采用上述热交换的方式，使进水管的常温自来水从 $\text{[math]}$ 变成 $\text{[math]}$ 的热水，再通电加热至 $\text{[math]}$ 。要得到 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 开水，相较于将 $\text{[math]}$ 的自来水直接烧开，可节约电能多少 $\text{[math]}$ ?[不计热量损失， $\text{[math]}$ ]

解答题普通

2. 太阳能电热水器在光照充足的情况下，利用太阳能加热；而阴雨天气，则可以利用电能加热，小明家买了一台太阳能电热水器，如图所示，小明查看了说明书，对该太阳能电热水器进行了研究：[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

(1) 说明书中介绍，该热水器的容积为100L，小明发现，早晨将热水器加满水，热水器的温度传感器显示水温为18℃，傍晚看到显示的水温为78℃，则这段时间内热水器中水的内能增加了多少？

(2) 这些能量如果靠燃烧天然气来提供，并假设天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，则需要燃烧多少m³的天然气？[天然气的热值q=8.4×10⁷J/m³]

(3) 阴雨天，利用电能进行加热，已知加热设备是由两根电阻值均为48.4Ω的相同电热丝R、一个开关和导线若干组成的，并且具有1000W和500W高低两挡加热功率。请在图中虚线框内画出该局部电路图。

解答题普通

3. 如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表。请解答下列问题：

(1) 某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0kg，打浆完成后浆的初温为40℃，加热该浆使其温度升高到100℃，需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0x10J/(kg.℃)]

(2) 电阻R₁和 R₂的阻值分别为多大?

(3) 该九阳豆浆机同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大?

解答题普通