图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S1是旋钮开关，S2是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。

1. 图甲是某款电火锅，其内部简化电路如图乙所示，S₁是旋钮开关，S₂是温控开关（当钢体温度达到设定值时自动断开，当锅体温度低于一定值时自动闭合。R是指示灯的分压电阻，不起到加热作用。发热管内部结构如图丙所示，滑片转动时只能与滑动头接触，0档为断开状态，Ⅰ、Ⅱ档是不同功率的档位，电热丝被均分为四段接入电路，其他元件的电阻均忽略不计。

(1) S从0档转到Ⅰ档开始工作，温控开关S₂的状态是（选填“断开”或“闭合”）。

(2) 加热时，锅内水温逐渐升高，其中改变水的内能的方式是（选填“做功”或“热传递”）。

(3) 图丙中，滑片顺时针转动，发热管的加热功率增大，V档时功率最大。则接线柱a、b、c中连入电路的应该是。

(4) 已知电火锅Ⅳ档加热功率为1000瓦。若电火锅在Ⅲ档工作5分钟，求发热管消耗的电能。

【考点】

电路的动态分析; 电功计算公式的应用; 电功率;

【答案】

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解答题普通

1. 如图甲所示为具有3D打印功能的3D打印笔。该打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，挤出热融的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后固化成稳定的状态。内部加热电路简化后如图乙所示，R₁和R₂是相同的PTC 发热电阻。单个 PTC的电阻与温度的关系如表。

	温度/℃	电阻/Ω
1	120	880
2	250	1210
3	360	2200

(1) 有一种熔点较低(为120℃)的镓基合金打印材料，当使用这种材料快速打印时，开关S₂应处于状态；

(2) 当使用这种镓基合金打印材料缓慢打印时，求打印笔通过电流的大小；

(3) 换了熔点为360℃合金打印材料该笔缓慢工作30分钟，求消耗的电能。

解答题普通

2. 如图为某自动洗车机，其主要流程包括：

打湿：用高压冲洗装置将车打湿，时间为1分钟。

喷洒洗车液：由上至下的喷涂泡沫，时间为1分钟。

洗刷和冲洗：同时启动毛刷装置和高压冲洗装置，对车辆进行洗刷清洗，持续时间为2分钟。

高压风干：自动洗车机不停地来回行走，并利用4台高压风机，将气流汇聚到车身上风干水分，持续时间2分钟。自动洗车机的主要参数如表所示：

工作电压	洗车液喷洒电机功率	毛刷电机功率	高压冲洗电机功率	行走电机功率	一台风机功率
380V	1KW	2KW	8KW	0.5KW	3KW

(1) 洗车机行走时速度恒为2m/s，则洗车机受到的阻力大小为。

(2) 在洗刷和冲洗过程中，通过洗车机的电流约为A。(保留小数点后一位)

(3) 自动洗车机完成一次洗车，在高压风干阶段消耗了多少电能?

解答题普通

3. 小金发现不少商场洗手间为顾客提供干手器(图甲)，他也想设计并制作一款干手器供学校使用。

(1) 小金利用电磁继电器设计了如下电路图(图乙)，实现自动化控制。闭合开关S、S₁、S₂后，干手器感应到手伸入时，感应开关闭合，电动机开始工作。此时电磁铁上端为极，图中的光敏电阻(选填“①或②”)符合他的设计要求。

(2) 小金发现有些商场为顾客提供擦手纸，他们针对学校洗手间应提供“擦手纸”还是“干手器”展开了调查研究，发现学校一周平均用纸50包，干手纸进货价为5元/包：目前我市电费是0.6 元/千瓦时(不考虑峰谷电)。

额定电压	220V
电动机额定功率	50w
R₁加热功率	950w
延时工作时间	18s

①已知全校师生均使用热风干手，一周累计10000次，按照小金的设计图及干手器参数表计算干手器一周消耗的电能?

②你建议学校洗手间提供“擦手纸”还是“干手器”?结合以上信息给出理由。

解答题普通