Question

【題目】圖為小穎同學(xué)設(shè)計(jì)的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖中電磁繼電器(線圈電阻不計(jì))、熱敏電阻R、保護(hù)電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導(dǎo)線等組成控制電路。當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I<10mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通；當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖10，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。

(1)銜鐵被吸下時(shí)，加熱電路的總電阻是多大?

(2)保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80％，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量；

(3)為使控制電路正常工作，保護(hù)電阻R0的阻值至少為多大?若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時(shí)儲水箱中水溫是多少?

Answer 1

【答案】（1）22Ω（2）1.65×105J（3）200Ω、60℃

【解析】（1）由電路圖知：銜鐵被吸下時(shí)，R1、R2并聯(lián)，

由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知：

電路總電阻

答：銜鐵被吸下時(shí)，加熱電路的總電阻是22Ω．

（2）由電路圖知，保溫狀態(tài)下：R2、R3、R串聯(lián)，

10min加熱電路產(chǎn)生的熱量

10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量

；

答：10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量是1.65×105J．

（3）由由圖2可知，熱敏電阻的最小值是R=200Ω，

當(dāng)R最小，控制電路中的電流不超過最大值時(shí)，保護(hù)電阻R0阻值最小，

由得：保護(hù)電阻R0的最小值，

由題意知，銜鐵剛好被吸下時(shí)，電路電流I=10mA=0.01A，

此時(shí)電流總電阻，

此時(shí)熱敏電阻R=R總﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω，

由圖2可知，此時(shí)水溫為為60℃．

答：保護(hù)電阻R0的阻值至少為200Ω，

銜鐵剛好被吸下時(shí)儲水箱中水溫是60℃．