27.初(17001)班教室里有一款饮水机,其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关,根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态,R
1、R
2是加热管的电阻(不考虑阻值受温度变化影响),它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题:
额定电压 | 220V |
加热功率 | 900W |
保温功率 | 20W |
水杯容量 | 0.6kg |
(1)S闭合时,饮水机处于
工作状态。R
2的阻值是
Ω。
(2)水杯中装满20℃水时,饮水机正常工作,加热多长时间可将水烧开?[水的比热容为4.2×10
3J/(kg•℃),当时气压设定为1标准大气压,不考虑热损失]
(3)最近一次使用时,加热管R
1损坏了,物理兴趣小组的同学们利用电位器(相当于滑动变阻器,以下称为变阻器)设计了如图乙所示的电路来控制加热管R
2的发热功率,在老师的指导下进行模拟实验,将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中,同学们通过实验测量,得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示,则:
①求R
2的发热功率范围。
②变阻器的最大功率多大?
③简述:这种设计方案有什么不妥之处(指出一种合理的不妥情况即可)。