Question

【題目】圖甲所示是某家用電輔熱式平板太陽能熱水器，其電加熱的額定功率為2000W．圖乙是其儲水箱水位探測電路原理圖，其中電源電壓為24V，A為水位指示表（由量程為0～0.6A電流表改成），R0阻值為l0Ω，Rx為壓敏電阻，其阻值與儲水箱水深的關系如圖丙所示．
（1）熱水器正常加熱時，電熱絲電阻多大？（己知家庭電路電壓為220V）
（2）陰雨天，將儲水箱中50kg、30℃的水加熱到50℃，正常通電要多長時間？ [設電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失c水=4.2×103J/（kg℃）]
（3）當水位指示表指示儲水箱水深為0.2m時，探測電路中的電流多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：由題可知，電加熱器的額定功率為2000W，電壓U=220V，

由P= 可得電熱絲電阻：

R= = =24.2Ω

（2）解：儲水箱中水吸收的熱量為：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×（50℃﹣30℃）=4.2×106J，

電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失，則根據W=Q=Pt得：

正常通電時間t= = =2100s

（3）解：由乙圖知，R0與Rx串聯，電流表測電路中電流，

由丙圖可知，h=0.2m時，Rx=150Ω，

由串聯電路特點和歐姆定律可得則探測電路中壓敏電阻Rx的電流為：

Ix=I= = =0.15A

【解析】（1）已知電加熱的額定功率，利用R= 求出電阻；（2）先利用水的吸熱公式求出水吸收的熱量，再利用P= 求出加熱時間；（3）當水位指示表指示儲水箱深為0.2m，由圖象讀出壓敏電阻，由串聯電路特點和和歐姆定律計算此時的電流．