Question

【題目】如圖1為一恒溫水箱電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括控制電路和工作電路兩部分，控制電路：電源電壓恒為12V，R1為熱敏電阻（置于水箱中），阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖2所示，R0為滑動(dòng)變阻器，線圈電阻不計(jì)，線圈中電流大于0.2A時(shí)銜鐵被吸下；工作電路：R2為電熱器，上面標(biāo)有“220V 1000W”的字樣，L1、L2為紅綠指示燈，其額定電壓均為220V，加熱時(shí)紅燈正常發(fā)光，綠燈不亮，停止加熱時(shí)綠燈正常發(fā)光，紅燈不亮．

（1）按要求連接好工作電路；

（2）為了使水箱內(nèi)溫度保持在60℃（水溫低于60℃時(shí)電熱器工作，高于60℃時(shí)停止加熱），滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)為多少？

（3）水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為6kg20℃的冷水，電熱器正常工作20min后自動(dòng)停止加熱，求電熱器的加熱效率；

（4）為了使恒溫水箱內(nèi)設(shè)定的溫度降低一些，請(qǐng)你想出兩種辦法？

Answer 1

【答案】（1）如圖

（2）滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)為28Ω；

（3）電熱器的加熱效率為84%；

（4）方案一：將滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值調(diào)大一些；

方案二：換電源，降低電源電壓

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與上方靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，電路為綠燈的基本電路；當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)與下方靜觸點(diǎn)接觸時(shí)，電路為R2與紅燈的并聯(lián)電路；如下圖所示：

（2）根據(jù)圖2示可知，當(dāng)溫度為60℃時(shí)，熱敏電阻R1的阻值為32Ω；

由I=可知，當(dāng)電路電流為0.2A時(shí)，控制電路的總電阻：R===60Ω；

因?yàn)镽1與R0串聯(lián)，所以R0接入電路的阻值：R0=R﹣R1=60Ω﹣32Ω=28Ω；

（3）水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×6kg×（60℃﹣20℃）=1.008×106J；

電流做的功：W=Pt=1000W×20×60s=1.2×106J；

電熱器的加熱效率：η=×100%=×100%=84%；

（4）從圖乙可知，要降低恒溫箱的設(shè)定溫度，就要減小熱敏電阻R1的阻值；但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為0.2A，根據(jù)歐姆定律I=可知，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值或減小電源電壓．

故方案一：將滑動(dòng)變阻器R0接入電路的阻值調(diào)大一些；

方案二：換電源，降低電源電壓．