Question

15．如圖甲是某電熱水器的電路圖．其中U=3V，R₂為可調電阻；R₁為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示；R₃為電阻絲加熱器；R₁和R₃均置于水箱中，繼電器線圈電阻忽略不計．當繼電器線圈中的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵會被吸下．

（1）熱水器中水的溫度升高時，熱敏電阻的阻值R₁將變�。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）．工作電路中的a端應接火線（選填“火”或“零”）．
（2）當繼電器線圈中的電流為0.03A，指示燈紅燈發(fā)光（選填“紅”或“綠”）．
（3）如果將熱水器中的最高水溫設置為80℃，R₂的阻值應該調至多大？R₁在1min內產生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖示圖象判斷電阻如何變化；開關應控制火線；
（2）當繼電器線圈中的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵會被吸下，據此分析；
（3）由歐姆定律求出控制電路的總電阻，然后由圖示圖象求出熱敏電阻阻值，最后由串聯(lián)電路特點求出R₂的阻值，根據Q=I²Rt求出R₁在1min內產生的熱量．

解答 解：
（1）由圖象可知，熱水器中水的溫度升高時，熱敏電阻的阻值R₁將變��；
為了用電的安全，開關應控制火線，銜鐵相當于開關，故a接火線；
（2）當繼電器線圈中的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵會被吸下；此時的電流為0.03A，銜鐵不會被吸下，紅燈和R₃的并聯(lián)電路接通，紅燈亮；
（3）當繼電器線圈中的電流達到0.04A時，由I=$\frac{U}{R}$可知，控制電路總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.04A}$=75Ω；
由圖示圖象可知，80℃時R₁的阻值為15Ω，
則R₂的阻值為R₂=R_總-R₁=75Ω-15Ω=60Ω；
R₁在1min內產生的熱量為：Q=I²R₁t=（0.04A）²×15Ω×60s=1.44J．
答：（1）變小；火；
（2）紅；
（3）如果將熱水器中的最高水溫設置為80℃，R₂的阻值應該調至60Ω；R₁在1min內產生的熱量是1.44J．

點評 （1）明確圖中左側為控制電路，右側為工作電路，兩電路依據中間的電磁鐵來發(fā)生相互作用，是搞清這一裝置原理的關鍵點之一；
（2）對歐姆定律的應用要熟練．