Question

6．图甲是某电热水器的电路图．其中U=3V，R₂为可调电阻；R₁为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示；R₃为电阻丝加热器；R₂和R₃均置于水箱中，继电器线圈电阻忽略不计，当继电器线圈中的电流达到0.04A时，继电器的衔铁会被吸下．

（1）热水器中水的温度升高时，热敏电阻的阻值R₁将变小（填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）当继电器线圈中的电流达到0.06A，指示灯绿灯（填“红灯”或“绿灯”）发光，线圈下端M的磁极是S（填“N”或“S”）极；
（3）如果将热水器中的最高水温设置为80℃，R₂的阻值应该调至多大？

Answer 1

分析 （1）根据图乙可知热水器中水的温度升高时热敏电阻的阻值变化；
（2）当继电器线圈中的电流达到0.04A时，继电器的衔铁会被吸下，据此分析那个指示灯发光，再根据安培定则判断线圈下端M的极性；
（3）由图乙可知80℃时R₁的阻值，当热水器中的最高水温设置为80℃时，继电器线圈中的电流达到0.04A，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R₂的阻值．

解答 解：（1）由图乙可知，热水器中水的温度升高时，热敏电阻的阻值R₁将变小；
（2）由题意可知，继电器线圈中的电流达到0.04A时衔铁会被吸下，
当继电器线圈中的电流达到0.06A时，衔铁早已被吸下，指示灯绿灯接入电路中会发光，
由安培定则可知，线圈下端M的磁极是S极；
（3）由图乙可知，80℃时R₁的阻值为15Ω，
当热水器中的最高水温设置为80℃时，继电器线圈中的电流达到0.04A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，控制电路的总阻值：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.04A}$=75Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R₂的阻值：
R₂=R_总-R₁=75Ω-15Ω=60Ω．
答：（1）变小；
（2）绿灯；S；
（3）将热水器中的最高水温设置为80℃，R₂的阻值应该调至60Ω．

点评 本题考查了电磁继电器的应用和安培定则、串联电路特点以及欧姆定律的应用，从图乙中获取有用的信息是关键．