Question

【題目】太陽能熱水器的電腦芯片可以通過“水位水溫傳感器”的電阻變化來檢測水位和水溫變化，從而自動控制進水、加熱等．某型號的太陽能熱水器的“水位水溫傳感器”有紅、藍、白、綠四根不同顏色的引出線，其內部結構示意圖如圖1，其中的水位傳感器利用不純凈的水能導電的性質來工作．問：

（1）當水箱內的水面由圖1的C處降低到D處時，紅、藍兩線間的電阻變化了多少kΩ？（四個電阻阻值都等于10kΩ，水箱內A、B、C、D、E、F、G、H均為裸露的金屬觸點，忽略水的電阻）；如果實際水位已經下降了，但它的顯示屏總顯示水是滿的，那么水位傳感器的故障原因是什么？

（2）陰雨天時需要電輔助加熱．已知加熱功率為1500W，要把水箱里的150kg水從40℃加熱到60℃，需要多長時間？[c水=4.2×103J/（kg℃）；不計熱損失]

（3）張楊手頭有一個維修師傅換下來的“水位水溫傳感器”，其熱敏電阻還是好的，于是就想自制一個指針式熱敏溫度計，他設計的電路如圖2所示．如果電路中電源電壓等于l2V，定值電阻R0的阻值是2kΩ，上網查到這種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關系如圖3所示，那么，這個指針式熱敏溫度計的25℃溫度刻度跟電壓表多少伏的刻度對應？

Answer 1

【答案】（1）A點處與藍線之間短路（2）8400s（3）2V

【解析】

(1)由電路圖可知，當水面在C處時，R3、R4被水短路，紅、藍線之間的電阻： ，

同理，水面在D處時：，

所以，當水箱內的水面由圖1的C處降低到D處時，紅、藍兩線間的電阻變化了10kΩ；

(2)水吸收的熱量：，

根據題意有，

根據 得：；

(3)從圖線可知，25℃時熱敏電阻的阻值為10kΩ，因為串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以此時電路中的電流： ，

定值電阻兩端的電壓：，即25℃的刻度對應電壓表2V的刻度位置。