Question

【题目】如图所示为一容积为5L的恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：低压电源U，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下，小于0.18A时衔铁被释放；工作电路：R2为电热器，上面标有“220V1000W”的字样，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。

（1）当温度设定在60℃—80℃时，某次从衔铁吸下到释放用时14分钟，求①此过程中水吸收的热量②电加热器的加热效率；（水的比热容为4.2×103J/kg·℃）

（2）要将控制的温度设定在60℃—80℃，则应该用什么规格的低压电源，R0调节至多大？

Answer 1

【答案】420000J @50% @40Ω @ 14.4V

【解析】解：（1）①由可得，水箱中水的质量

水吸收的热量：

②由可得，电加热器所消耗的电能W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J，

电加热器的加热效率

（2）由题可知，当温度为60℃时，线圈中电流等于0.2A时衔铁被吸下，由图2可知，R1的阻值为32Ω，由可得，电源电压

当温度为80℃时，线圈中电流等于0.18A时衔铁被释放，由图2可知，R1’阻值为40Ω，则电源电压

因电源电压恒定不变，

所以，

解得 R0=40Ω

电源电压U=

答：（1）①此过程中水吸收的热量为，②电加热器的加热效率为50%。（2）要将控制的温度设定在60℃—80℃，则应该用14.4V的低压电源，R0调节至40Ω。