火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，高温档功率为低温档功率的5倍。R1=242Ω，R2=60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）

1. 火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为某款电火锅工作电路的原理图，它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，高温档功率为低温档功率的5倍。R₁=242Ω，R₂=60.5Ω（忽略温度对电阻的影响）

(1) 开关置于接线柱时，火锅处于高温档。此时，电火锅的功率为多少？

(2) 电火锅处于高温档正常工作时，可以在405秒内使1kg的水温度从19℃刚好升高到100℃，求此时的加热效率？（水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）

(3) R₃的阻值是多少欧？

【考点】

电功率计算公式的应用; 焦耳定律的计算公式及其应用; 电功与热量的综合计算; 电功率;

【答案】

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解答题困难

1. （物）如图甲所示是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖，中温煮和低温熬。图乙是它的简化电路图，下表是该电炖锅的部分参数。

项目	参数
电源电压（V）	220
低温挡功率（W）	500
中温挡功率（W）	1000
高温挡功率（W）

(1) 该电炖锅是利用电流的工作的；

(2) 开关 $\text{[math]}$ 断开、 $\text{[math]}$ 接A时，电炖锅为（选填“高”、“中”或“低”）温挡.

请计算R₂的电阻值。（计算结果保留整数）

(3) 若电炖锅高温挡工作7分钟，求电炖锅消耗的电能。

(4) 若家庭电路的电压是220伏，某插座的额定电流是5安，用该插座仅给电炖锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择（选填“高”、“中”或“低”）温挡。

解答题普通

2. 3D打印机是一种可快速成型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印的方式来构造物体，如图甲所示是一款家用3D打印机，它所使用的丝材原料是PLA塑料，该材料的比热容c＝1.6×10³J/（kg·℃）。

(1) 3D打印机喷头主要是利用了电流的效应；将100g的PLA塑料从20℃加热到80℃，吸收的热量为多少？

(2) 将该3D打印机单独接入家庭电路中工作40min，图乙中的家用电能表指示灯闪烁了600次，则该打印机的实际功率为多少？

(3) 3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量，其原理简图如图丙所示，图丙中U₁＝9V，电磁铁的线圈电阻为40Ω，当电磁铁线圈的电流达到90mA时，衔铁被吸下来。温度传感器R₁的阻值随温度的变化情况如表所示。

温度（℃）	30	60	90	120	150	180
电阻（Ω）	140	90	58	40	35	30

若要设置打印机喷头的最高温度为180℃，应将滑动变阻器R₂的阻值调至多大？

解答题困难

3. 为方便师生饮水，学校安装了直饮水机，如甲图所示，其工作电路原理如乙图，电热丝. $\text{[math]}$ 绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过按“温、开水选择开关”按钮(断开或闭合)的状态，可以选择出温水或开水。该直饮水机的额定电压是220V，开水加热电功率是2200W，温水加热电功率是 1000W。 [已知：电热丝 $\text{[math]}$ 电阻不随温度变化，水的比热容 $\text{[math]}$ 水的密度 $\text{[math]}$ 分析并计算：

(1) 当“温、开水选择开关”断开时，饮水机处于出(填“温水”或“开水”)状态。

(2) 电阻R₀的阻值为多大?

(3) 现在需要50℃的温水1000mL，已知水的初温是： $\text{[math]}$ 水需要吸收多少热量?

解答题困难