题目内容

【题目】如下图甲所示是接在220V家庭电路中的太阳能热水器,晴天利用太阳能加热,阴天利用电能加热。其电加热的额定功率为1000W。图乙是探测水箱水位电路原理图,其中电源电压为24V,A为水位指示表(由量程为0~0.6A的电流表改装而成),R0阻值为10Ω,Rx为压敏电阻,其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。求:

(1)热水器正常加热时,电热丝电阻是多大?______(结果保留一位小数)

(2)阴雨天,将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃,水吸收多少热量?______c水=4.2×103J/(kg℃);若这些热量全部由电加热器来提供且无热量损失,则需要加热器正常通电多长时间?___

(3)由图丙可知,随着水位的升高,压敏电阻______(“变大”、 “变小”或“不变”);水位指示表指示储水箱水深为0.2m时,探测电路中的电流多大?_____

【答案】48.4Ω 4.2×106J 4200s 变小 0.15A

【解析】

(1)[1]热水器正常加热时,由P=可得电热丝电阻:

R===48.4Ω;

(2)[2]水吸收的热量:

Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×50kg×(50℃30℃)=4.2×106J;

[3]这些热量全部由电加热器来提供且无热量损失时,消耗的电能:W=Q吸=4.2×106J;由P=可知,需要的加热时间:

t′===4200s;

(3)[4]由图丙可知,随着水位的升高,压敏电阻变小;

[5]当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时,压敏电阻的阻值Rx=150Ω,因串联电路中各处的电流相等,所以,探测电路中的电流:

I== =0.15A。

答:(1)热水器正常加热时,电热丝电阻是48.4Ω;

(2)水吸收4.2×106J的热量,若这些热量全部由电加热器来提供且无热量损失,则需要加热器正常通电4200s;

(3)变小;水位指示表指示储水箱水深为0.2m时,探测电路中的电流为0.15A。

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