题目内容
【题目】人们对自我保健越来越关注。图甲为某品牌足浴盆及相关参数。其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分(如图乙所示),闭合总开关S,当足浴盆有水注人到一定量时压控开关S1、S2就会自动闭合,此时R1、R2会同时工作,加热至40℃时,控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合,自动进人保温模式。
(1)图乙的工作电路中,处于保温状态时,工作的电阻是________。压控开关S1的作用是防止________,保护电路的目的。
(2)控制电路中电磁铁线圈的电阻为100欧,为电磁铁供电的电池电压为6伏,Rx为热敏电阻,阻值随温度变化关系可由图丙中的某条曲线表示。当线圈中的电流大于或等于20毫安时,控制旦路中继电器的衔铁板吸合,则Rx阻值随温度变化的曲线为图丙中的________。
(3)求R2的阻值_____________。
(4)在一次使用过程中,加热时间为5分钟,保温时间为20分钟,则整个过程中消耗了多少电能___________?
【答案】 R1 足浴盆中没水时而电路处于工作状态 D 24.2欧 见解析所示
【解析】解:(1)由题知,加热至40℃时,控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合,自动进入保温模式,由图乙知,此时工作电路中只有R1接入电路中,当足浴盆注入一定量水时压控开关S1才自动闭合,这样可以防止足浴盆中没有水也会闭合电路,而让电路处于工作状态,即起到了保护作用;(2)控制电路中线圈与热敏电阻R1串联,由题知,当足浴盆中水温加热至40℃时,线圈中的电流大于或等于20毫安,电磁铁才会将衔铁吸合,说明温度升高,由欧姆定律知热敏电阻R1的阻值减小,故A、B曲线不符合题意;由串联电路特点和欧姆定律可得,当线圈中的电流等于20mA=0.02A时,控制电路的总电阻:R总=R1+R线圈=,即:R1+100Ω=,解得:R1=200Ω,当水温达到40℃,由图丙中曲线C对应电阻为300Ω、曲线D对应电阻为200Ω,故R1阻值随温度变化的曲线为图丙中D。(3)在工作电路两电阻并联,同时工作时为加热模式,保温模式只有R1接入电路中,根据甲中参数知:P加热=2100W,P保温=100W,所以,R2的功率:P2=P加热﹣P保温═2100W﹣100W=2000W,R2的阻值:R2==24.2Ω;(4)加热时间为5分钟,保温时间为20分钟消耗的总电能:W=W加热+W保温=P加热t加热+P保温t保温=2100W×300s+100W×1200s=7.5×105J。