Question

【題目】王瑞同學學習了電熱和電磁的知識后，嘗試設計一個熱帶魚水箱溫控裝置，工作原理如圖甲所示�？刂齐娐酚呻妷簽�U1＝6V的電源、電磁繼電器（線圈電阻不計）、滑動變阻器和熱敏電阻R1組成，圖乙是熱敏電阻R1阻值隨溫度變化的圖象；工作電路由電壓為U2＝220V的電源和電阻為R0＝44Ω的加熱電阻組成。通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到60mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來。己知適宜熱帶魚生長的水溫為28，若外界環(huán)境溫度恒定，現(xiàn)魚缸內(nèi)裝有30kg溫度為18的水，魚缸內(nèi)的水被加熱到28用時20min，此時銜鐵剛好被吸下進入保溫模式。己知c水＝4.2×103J/（kg），求：

（1）魚缸內(nèi)的水被加熱到28吸收的熱量；

（2）計算加熱過程中散失的熱量；

（3）滑動變阻器連入電路的阻值。

Answer 1

【答案】(1)1.26×106J (2) 6×104J (3)80Ω

【解析】

(1)魚缸內(nèi)的水被加熱到28℃吸收的熱量：

Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg）×30kg×（28﹣18）＝1.26×106J；

(2)由W＝UIt＝t可得，加熱20min消耗的電能：

W＝＝×20×60s＝1.32×106J，

則加熱過程中散失的熱量：

Q散＝W﹣Q吸＝1.32×106J﹣1.26×106J＝6×104J，

(3)由題意可知，魚缸內(nèi)的水被加熱到28時，電磁繼電器線圈的電流達到60mA，電磁繼電器的銜鐵被吸下來，由圖乙可知，此時熱敏電阻R1＝20Ω，

由I＝可得，此時控制電路中的總電阻：

R＝＝＝100Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器連入電路的阻值：

R2＝R﹣R1＝100Ω﹣20Ω＝80Ω。

答：(1)魚缸內(nèi)的水被加熱到28℃吸收的熱量為1.26×106J；

(2)加熱過程中散失的熱量為6×104J；

(3)滑動變阻器連入電路的阻值為80Ω。