Question

圖9為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖9中電磁繼電器(線圈電阻不計)、熱敏電阻R、保護電阻R₀、電壓恒為6V的電源U₁、導線等組成控制電路。當電磁鐵線圈中的電流I<10mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通；當電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點和觸點a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I₀＝15mA，其電阻R隨溫度變化的規(guī)律如圖10，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R₁、R₂、R₃均置于儲水箱中。已知R₁＝33Ω、R₂＝66Ω、R₃＝154Ω、U₂＝220V。

(1)銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是多大?

(2)保溫狀態(tài)下，若加熱電路的發(fā)熱功率等于熱水器散熱功率的80％，求10分鐘內(nèi)熱水器散失的熱量；

(3)為使控制電路正常工作，保護電阻R₀的阻值至少為多大?若R₀為該值，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是多少?

Answer 1

解：（1）銜鐵被吸下時，R₁、R₂并聯(lián)；由

代入數(shù)據(jù)解得R_總＝22Ω

(2)保慍狀態(tài)下：R₂、R₃R串聯(lián)，由

又散失的熱量

將數(shù)據(jù)代入以上兩式可得：Q’=1.65×10⁵J

（3）為使控制電路正常工作，當R達到最小值R=200Ω時，控制電路中的電流不超過聶大值，此時R₀取最小值。

由代入數(shù)據(jù)可得R₀最小值，R₀=200Ω

銜鐵剛好被吸下時，控制電路總電阻為600Ω，此時R=400Ω，由圖(b)可知水溫為60℃