初(17001)班教室里有一款飲水機,其工作電路可簡化為如圖甲所示的電路。S是溫度控制開關(guān),根據(jù)飲水機內(nèi)水杯中水溫的變化自動切換加熱和保溫兩種工作狀態(tài),R1、R2是加熱管的電阻(不考慮阻值受溫度變化影響),它的部分技術(shù)參數(shù)如表所示、試回答下列問題:
額定電壓 |
220V |
加熱功率 |
900W |
保溫功率 |
20W |
水杯容量 |
0.6kg |
(1)S閉合時,飲水機處于
加熱
加熱
工作狀態(tài)。R
2的阻值是
55
55
Ω。
(2)水杯中裝滿20℃水時,飲水機正常工作,加熱多長時間可將水燒開?[水的比熱容為4.2×10
3J/(kg?℃),當時氣壓設(shè)定為1標準大氣壓,不考慮熱損失]
(3)最近一次使用時,加熱管R
1損壞了,物理興趣小組的同學們利用電位器(相當于滑動變阻器,以下稱為變阻器)設(shè)計了如圖乙所示的電路來控制加熱管R
2的發(fā)熱功率,在老師的指導下進行模擬實驗,將滑片從變阻器的一端滑到另一端的過程中,同學們通過實驗測量,得出變阻器消耗的電功率P隨電流I關(guān)系的圖象如圖丙所示,則:
①求R
2的發(fā)熱功率范圍。
②變阻器的最大功率多大?
③簡述:這種設(shè)計方案有什么不妥之處(指出一種合理的不妥情況即可)。