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部分(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,自动进入保温模式。
(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_____,达到保护电路的目的。
(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,控制电路中继电器的衔铁被吸合,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 足浴盆中没有水也会闭合电路让电路处于工作状态 D 24.2Ω 7.5×105J
【解析】
(1)分析电路图即可得出工作电阻,压控开关可起到保护电路的作用;(2)由题意知热敏电阻随温度升高而降低,由串联电路电阻特点求出某温度下的电阻,读图即可确定变化曲线(3)利用P计算阻值;(4)根据W=Pt计算在一定时间内消耗的电能。
(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,即工作的电阻是;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。
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