Question

【题目】下图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电阻丝R1和热敏电阻R2，只要水平到过如图所示的位置，接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。

（1）已知电热丝R1的阻值为24.2Ω，求饮水器的正常加热功率_______。

（2）当热水在加热的过程中，继电器开关中电磁铁的右端为_________极，为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而______的热敏电阻。若想降低饮水器加热的最高温度，可将滑动变阻器R2的滑片向______调节。

（3）已知该饮水器容积为l0L，当只有饮水器接人电路中时，它将水从20℃加热到l00℃用时16min，同时通过电能表观察到饮水器消耗了1kW·h的电能。试求该饮水器加热过程中的热效率_____。（水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)；水的密度ρ=1.0×103kg/m3）

Answer 1

【答案】 2000W N 变大 右 93.3%

【解析】解答：（1）饮水器的正常加热功率P＝ ＝2000W.(2)①根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的右端为电磁铁的N极；

②为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,停止加热,应减弱电磁铁的磁性,根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中电流,此时热敏电阻阻值变大,所以热敏电阻Rx阻值应随温度升高而变大；③若想降低饮水器加热的最高温度,即控制电路中在饮水器里水的温度较低时,就达到使继电器开关S2断开,停止加热的目的;由于使继电器开关S2断开的最小电流是一定的,则为了使控制电路中的总阻值提前达到S2断开的最小电流热应增大滑动变阻器R2的阻值，即的滑片向右调节。(3)已知水的体积V＝10L＝0.01m3，由ρ＝得：水的质量为m＝ρV＝1×103kg/×0.01m3＝10kg，

水吸收的热量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg℃)×10kg×(100℃20℃)＝3.36×106J，则效率η＝≈93.3%.