题目内容
RRS-1150型电热水器的铭牌如表Ⅰ所示，它的控制电路部分如图所示，图中R1是一个热敏电阻（置于热水器水中）其阻值与温度的变化关系如表Ⅱ所示，继电器线圈电阻R2为10Ω，左边电源的电压U为6V不变．
表Ⅰ
表Ⅱ
（1）简述控制开关中继电器对热水器的自动控制原理
（2）正常工作时，电热水器的发热电阻是多大？
（3）若电热水器内的水温控制在30～60℃之间，求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是多少？
（4）电热水器正常工作时，如果电热器产生的热全部被水吸收，则将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？
表Ⅰ
| 型号 | RRS-1150 | 额定电压 | 220V |
| 最大水量 | 50kg | 频率 | 50Hz |
| 额定内压 | 0.75MPa | 额定功率 | 2000W |
| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| 电阻/Ω | 60 | 40 | 30 | 20 | 15 | 10 | 8 | 6 | 5 |
（2）正常工作时，电热水器的发热电阻是多大？
（3）若电热水器内的水温控制在30～60℃之间，求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是多少？
（4）电热水器正常工作时，如果电热器产生的热全部被水吸收，则将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间？
（1）当温度较低时，热敏电阻的阻值较大，继电器中的电流较小，电磁铁磁性较弱，继电器中的衔铁被释放，电热水器电路闭合并工作．当水温升到设定的温度时，热敏电阻的阻值减小到一定的值，继电器线圈中的电流变大到一定值，电磁铁的磁性增强，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开，停止加热；
（2）据电热水器的铭牌可知，此时据公式P=
可知，R=
=
=24.2Ω；
（3）U0=6V，当温度为30～60℃时，热敏电阻的阻值在30～10Ω之间变化，据欧姆定律可知，
若电阻是30Ω，即此时的电流是：I=
=
=0.15A；
若电阻是10Ω，即此时的电流是：I=
=
=0.3A；
所以线圈中电流设置为：当电流小于0.15A时，衔铁断开，当电流大于0.3A时，衔铁吸下，断开电路．
（4）将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃-30℃）=6.3×106J，
因不计热损失，故W=Q，
据P=
可知，t=
=
=3150s；
答：（1）见上面的解析；（2）正常工作时，电热水器的发热电阻是24.2Ω；（3）若电热水器内的水温控制在30～60℃之间，求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是0.15A和0.3A；（4）电热水器正常工作时，如果电热器产生的热全部被水吸收，则将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s；
（2）据电热水器的铭牌可知，此时据公式P=
| U2 |
| R |
| U2 |
| P |
| (220V)2 |
| 2000W |
（3）U0=6V，当温度为30～60℃时，热敏电阻的阻值在30～10Ω之间变化，据欧姆定律可知，
若电阻是30Ω，即此时的电流是：I=
| U |
| R |
| 6V |
| 30Ω+10Ω |
若电阻是10Ω，即此时的电流是：I=
| U |
| R |
| 6V |
| 10Ω+10Ω |
所以线圈中电流设置为：当电流小于0.15A时，衔铁断开，当电流大于0.3A时，衔铁吸下，断开电路．
（4）将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收热量Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃-30℃）=6.3×106J，
因不计热损失，故W=Q，
据P=
| W |
| t |
| W |
| P |
| 6.3×106J |
| 2000W |
答：（1）见上面的解析；（2）正常工作时，电热水器的发热电阻是24.2Ω；（3）若电热水器内的水温控制在30～60℃之间，求继电器线圈中设定的衔铁吸下和放开的电流分别是0.15A和0.3A；（4）电热水器正常工作时，如果电热器产生的热全部被水吸收，则将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s；
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