圖1為小穎同學(xué)設(shè)計的電熱水器的原理圖,該電熱水器具有加熱、保溫功能。圖1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(dǎo)線等組成控制電路。當(dāng)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(dāng)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2,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。

                                                              圖1                                                                                  圖2
(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?
解:
(1)銜鐵被吸下時,R1、R2并聯(lián);由代入數(shù)據(jù)解得R=22Ω;
(2)保慍狀態(tài)下:R2、R3、R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(dāng)R達到最小值R=200?時,控制電路中的電流不超過聶大值,此時R0取最小值。
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℃。
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