Question

10．某保温茶壶内部电路如图甲所示，控制电路由电压为U₁=9伏的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R₀和热敏电阻R₁组成；工作电路由电压为U₂=220伏的电源和电阻为R₂=44欧的电热丝组成，其中电磁继电器只有当线圈中电流达到60毫安时，衔铁才吸合，切断工作电路，热敏电阻R₁阻值随温度变化如图所示．

（1）当保温水壶中的水温下降时，控制电路中的电流怎么变？
（2）若温度达到50℃时，电磁继电器衔铁吸合，此时R₀阻值是多少？
（3）工作电路正常工作60秒产生的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据图乙可知保温水壶中的水温下降时R₁阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中的电流的变化；
（2）由图乙可知，温度达到50℃时R₁的阻值，电磁继电器衔铁吸合时的电流为60mA，根据欧姆定律求出控制电路中的总电阻，利用电阻的串联求出此时R₀阻值；
（3）根据Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出工作电路正常工作60秒产生的热量．

解答 解：（1）由图甲可知，控制电路中，R₀与R₁串联，
当保温水壶中的水温下降时，由图乙可知，R₁的阻值变大，控制电路的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可得，控制电路中的电流变小；
（2）由图乙可知，温度达到50℃时，R₁=100Ω，电磁继电器衔铁吸合时控制电路中的电流I=60mA=0.06A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，控制电路中的总电阻：
R=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{9V}{0.06A}$=150Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R₀阻值：
R₀=R-R₁=150Ω-100Ω=50Ω；
（3）工作电路正常工作60秒产生的热量：
Q=W=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{R}_{2}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{44Ω}$×60s=6.6×10⁴J．
答：（1）当保温水壶中的水温下降时，控制电路中的电流变小；
（2）若温度达到50℃时，电磁继电器衔铁吸合，此时R₀阻值是50Ω；
（3）工作电路正常工作60秒产生的热量是6.6×10⁴J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式的应用，从图象中获取有用的信息．