Question

【题目】图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路。当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0＝15mA，其电阻R随温度变化的规律如图10，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、R3＝154Ω、U2＝220V。

(1)衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大?

(2)保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80％，求10分钟内热水器散失的热量；

(3)为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大?若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?

Answer 1

【答案】（1）22Ω（2）1.65×105J（3）200Ω、60℃

【解析】（1）由电路图知：衔铁被吸下时，R1、R2并联，

由并联电路的特点知：

电路总电阻

答：衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是22Ω．

（2）由电路图知，保温状态下：R2、R3、R串联，

10min加热电路产生的热量

10分钟内热水器散失的热量

；

答：10分钟内热水器散失的热量是1.65×105J．

（3）由由图2可知，热敏电阻的最小值是R=200Ω，

当R最小，控制电路中的电流不超过最大值时，保护电阻R0阻值最小，

由得：保护电阻R0的最小值，

由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流I=10mA=0.01A，

此时电流总电阻，

此时热敏电阻R=R总﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω，

由图2可知，此时水温为为60℃．

答：保护电阻R0的阻值至少为200Ω，

衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是60℃．