某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。

1. 某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。

(1) 该加热器的金属外壳应与相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；

(2) 白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t₀时，电路总功率之比为4：5，则t₀=℃；

(3) 闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是。

【考点】

电功率的计算; 家庭电路的连接;

【答案】

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综合题普通

1. 生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。

(1) 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为 $\text{[math]}$ 的电源上（如图所示），加热功率为 $\text{[math]}$ ，该电热丝的电阻 $\text{[math]}$ 。（不考虑温度对电阻的影响）

(2) 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为 $\text{[math]}$ 的电源上，可以得到另外两个加热功率 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 之比。

说明：电热丝上只有 $\text{[math]}$ 三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。

(3) 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关 $\text{[math]}$ ，通过开关 $\text{[math]}$ 的通断和 $\text{[math]}$ 在1、2触点间的切换，实现加热垫 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。

注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。

综合题困难

2. 物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压未知且不变）、滑动变阻器两个分别标有A“5Ω 3A”B“20Ω2A”字样，待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在待测小灯泡两端，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图所示，他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。

物理量实验序号	电压U（伏）	电流I（安）
1	3.0	0.22
2	2.0	0.28
3	1.5	0.30

(1) 测定小灯泡电功率的实验原理是。

(2) 请通过以上信息判断，小王同学所选滑动变阻器规格为，电压表并联在两端（选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”）。

(3) 请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P_额。（需写出主要推理和计算过程）

综合题普通

3. 厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R₁、R₂均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：

额定电压/V	220
额定功率/W	高温1100
	中温880
	低温

(1) 当开关S₁断开，单刀多掷开关S₂打到3时，蛋糕机处于档（选填“高温”、“中温”或“低温”）；

(2) 该蛋糕机正常工作时R₂的电阻值；

(3) 该蛋糕机低温挡的额定功率

综合题普通