Question

【題目】小明家的飲水機具有自動加水和加熱兩種功能，燒水時，先按一下加水按鈕，自吸泵把水從水桶抽到壺內(nèi)，當(dāng)壺內(nèi)水位達到規(guī)定容量時，自吸泵自動停止抽水；再按一下加熱按鈕，加熱裝置將對壺內(nèi)的水加熱。如圖所示。“控制電路”中的熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的曲線如圖所示。電磁鐵線圈電阻可忽略不計，“飲水機”共安裝有2根加熱電熱絲和一根保溫電熱絲，當(dāng)電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作。當(dāng)線圈中的電流小于或等于40mA時，繼電器的銜鐵被釋放，使加熱電路閉合。電磁繼電器的電源兩端電壓U=6V，飲水機的參數(shù)如表所示

已知水的比熱容c水=4.2×103 J/（kg℃），水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg，電熱水機的銘牌數(shù)據(jù)如表。

（1）電磁繼電器的接線柱_____（M/N）應(yīng)與家庭電路的火線相連。

（2）如果自吸泵抽水效率為60%，求自吸泵將1.2L水提升0.5m消耗的電能_________。

（3）加熱電路中2根“220V 600W”電熱絲的合理連接方式是_____（并聯(lián)/串聯(lián)）

（4）為了實現(xiàn)溫度控制，飲水機加熱電熱絲（圖中未畫出）應(yīng)該選擇接在以下的_____。

A．AD端 B．BC端 C．AB端 D．CD端

（5）假設(shè)飲水機內(nèi)水溫達到90℃時，溫控電路就將電路切換到保溫狀態(tài)，此時滑動變阻器的阻值為_____。

（6）現(xiàn)將滑動變阻器R2的阻值適當(dāng)調(diào)大，則該飲水機的保溫范圍將比原來_____（大/小），理由是：_____。

Answer 1

【答案】 M 10J 并聯(lián) C 70Ω 大 加熱和保溫切換時的電流大小均不變，R2與R1串聯(lián)的總阻值不變，當(dāng)R2增大時，加熱和保溫切換時的R1均減小，但兩狀態(tài)之間R1的變化量相等，由圖可知保溫范圍變大了

【解析】解：（1）開關(guān)控制火線，電磁繼電器銜鐵相當(dāng)于開關(guān)，故電磁繼電器的接線柱M應(yīng)與家庭電路的火線相連；（2）1.2L水的質(zhì)量：m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×1.2×10﹣3 m3=1.2kg，

如果自吸泵抽水效率為60%（即電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率），

則η===，自吸泵將1.2L水提升0.5m消耗的電能：W總===；（3）（4）當(dāng)電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作，由圖1可知CD端接保溫電熱絲；當(dāng)線圈中的電流小于或等于40mA時，繼電器的銜鐵被釋放，使加熱電路閉合，由圖1可知AB端應(yīng)接2根“220V 600W”的電熱絲（表示其額定電壓為220V，額定功率為600W），由表中數(shù)據(jù)，加熱功率為1200W，故每根電熱絲的功率為600W，每根電熱絲都正常工作，合理連接方式是并聯(lián)；（5）由圖2知，當(dāng)飲水機內(nèi)水溫達到90℃時，熱敏電阻R1=50Ω，因當(dāng)電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得：I===0.05A，解得此時滑動變阻器的阻值為：R滑=70Ω；（6）現(xiàn)將滑動變阻器R2的阻值適當(dāng)調(diào)大，因加熱和保溫切換時的電流大小均不變，由歐姆定律I=可知，總阻值R不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律R=R2+R1，當(dāng)R2增大時，加熱和保溫切換時的R1均減小，但兩狀態(tài)之間R1的變化量相等，由圖2可知保溫范圍變大了。