Question

12．圖甲是某電熱水器的電路圖，其中U=3V，R₂為可調(diào)電阻，R₁為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示；R₃為電阻絲加熱器；R₁和R₂ 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�。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　被颉安蛔儭保�．
（2）當繼電器線圈中的電流達到0.06A，指示燈綠燈（填“紅燈”或“綠燈”）發(fā)光，線圈下端M的磁極是S（填“N”或“S”）極
（3）如果電熱水器儲有40kg的水，加熱器R₁工作1小時產(chǎn)生了4.2×10⁶J的熱量，其中有80%被水吸收，則水的溫度升高了多少℃？
（4）如果將熱水器中的最高水溫設(shè)置為80℃，R₂的阻值應(yīng)該調(diào)至多大？

Answer 1

分析 （1）由圖示圖象判斷電阻如何變化．
（2）根據(jù)圖示電路圖分析答題，應(yīng)用安培定則判斷出電磁鐵的極性．
（3）由熱量公式可以求出水升高的溫度．
（4）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．

解答 解：（1）由圖示圖象可知，熱水器中水的溫度升高時，熱敏電阻的阻值R₁將變小．
（2）當繼電器線圈中的電流達到0.06A時，大于0.04A，繼電器的銜鐵被吸下，由圖示電路圖可知，指示燈綠燈發(fā)光，由安培定則可知，線圈下端M的磁極是S極．
（3）水吸收的熱量：Q_吸=80%×4.2×10⁶J=3.36×10⁶J，
由Q_吸=cm△t可知，水升高的溫度：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{mc}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×40kg}$=20℃；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可知，控制電路阻值：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．
答：（1）變�。�（2）綠燈；S．
（3）水的溫度升高了20℃．
（4）如果將熱水器中的最高水溫設(shè)置為80℃，R₂的阻值應(yīng)該調(diào)至60Ω．

點評 ①明確圖中左側(cè)為控制電路，右側(cè)為工作電路，兩電路依據(jù)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(guān)鍵點之一；②對歐姆定律的應(yīng)用要熟練．