Question

【题目】如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S1是手控开关，S2为温控开关，ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3为电热丝，表是它的技术参数．

请解答下列问题：

（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R1的阻值多大才能使指示灯正常发光？

（2）电热丝R2的阻值多大？

（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？

Answer 1

【答案】（1）2.17×104Ω；（2）145.2Ω；（3）100s．

【解析】（1）由题意可知，指示灯正常工作时与限流电阻R1串联，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，指示灯正常工作时，限流电阻R1两端的电压：
U1=U-UND=220V-3V=217V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，限流电阻R1的阻值：；
（2）开关S1、S2均闭合时，电热丝只有R3工作，热熔器处于加热状态，
由可得，R3的阻值：，
开关S1闭合、S2断开时，R2与R3串联，热熔器处于保温状态，
则R2与R3的阻值之和：，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2=R23-R3=193.6Ω-48.4Ω=145.2Ω；
（3）因熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，
所以，熔化90g的PVC需要的热量：，
由可得，消耗的电能：，
由可得，需要的加热时间：．
答：（1）限流电阻R1的阻值为2.17×104Ω才能使指示灯正常发光；
（2）电热丝R2的阻值为145.2Ω；
（3）在塑料热熔器正常工作情况下需要加热100s．