小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖(如图甲)，小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻(表示两个电热丝)，单刀双掷开关S2可接a和b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(如下表所示)。

1. 小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖(如图甲)，小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进“中国造”。图乙是小洋设计的便座加热电路，R₁和R₂是两个定值电阻(表示两个电热丝)，单刀双掷开关S₂可接a和b，该电路通过开关S₁和S₂的不同接法组合，实现“高温挡、中温挡、低温挡”三种加热功能(如下表所示)。

(1) 求R₁和R₂的阻值。

(2) 求出表中的Px。

(3) 老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高8℃，则用“中温挡”加热的方式需要多长时间。[设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m=500g，马桶圈材料的比热容c=0.44×10³J/(kg·℃)]

(4) 若R₂变大，则中温档的功率，低温档的功率。（填“变大”“不变”或“变小”）

【考点】

电功率计算公式的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 如图甲所示，为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R₁=44Ω，R₂=121Ω，额定电压为220V。内部电热部分电路可简化为如图乙所示。

(1) “智能炒菜机”在烹制食物时，主要利用了电流的；

(2) 要使“智能炒菜机”处于中温档，开关S₁ (填 “断开”或“闭合”)，开关S接 (填“a”或“b”)，此时消耗的电功率是多少？

(3) 用高温档烧熟一锅菜需要10分钟，此时消耗的电能是多少？

解答题困难

2. 电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相笑参数如下表乙。

图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三挡加热的电热眼罩原理图。电源电压恒为6V，已知电热丝R₁阻值为4Ω，电热丝R₂阻值为6Ω，开笑S₃只接a或b。

(1) 丙图电路中S₁闭合，S₂断开，S₃接a时，加热电路为(选填“高”“中”或“低”)温挡。

(2) 中温挡功率为多少瓦？

(3) 高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？

解答题普通

3. 电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，图1是一款市场上的产品，图2是小明设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩工作原理图，电源电压U恒为6V，已知电热丝R₁阻值为4Ω，电热丝R₂阻值为6Ω，开关S₃只接a或b。

(1) 图2电路中，当S₁闭合、S₂断开、S₃接a时，加热电路为（选填“高”、“中”或“低”）温档，并分析说明原因；

(2) 请计算中温档功率为多少W；

(3) 请计算高温档工作1min，眼罩放出的热量为多少J。

解答题困难