Question

【題目】智能潔具 智能潔具（智能馬桶、全自動洗碗機、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風(fēng)烘干、殺菌等功能，已進(jìn)入百姓家庭．
某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護(hù)裝置，工作原理如圖甲，連接潔具的火線與零線穿過環(huán)形鐵芯，正常工作時，兩線中的電流相等；若火線與零線中的電流不等，繞在鐵芯上的線圈會產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后通過電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)S切斷電源．
這種潔具裝有紅外線感應(yīng)裝置，當(dāng)人靠近時，感應(yīng)裝置自動升起潔具蓋子；啟動洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預(yù)設(shè)的溫度，水泵噴水實施清洗，噴水桿采用納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機自動開啟烘干功能．表一為該潔具的部分參數(shù)，表二為水泵的性能測試參數(shù)（表中流量指單位時間內(nèi)水泵抽送水的體積；揚程指水泵能將水提升的高度）．
表一

額定電壓	220V	清洗噴水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干機額定功率	180W	加熱器額定功率	2100W

（1）該智能潔具應(yīng)選用線插頭．當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時，電磁鐵下端是極．
（2）潔具正常工作，按最大噴水量用設(shè)定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為多少[水的比熱容c=4.2×10﹣3 J/（kg℃），室溫為18℃]
（3）圖乙為潔具的溫控裝置原理圖．R1是滑動變阻器，R2是熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減�。�當(dāng)R1兩端電壓U1增大到一定值時，控制電路將切斷加熱電路實現(xiàn)對水溫的控制． 電源電壓設(shè)定為10V，當(dāng)R1接入電路的阻值為6Ω時，R2的電功率為4W，此時加熱電路恰好被切斷．若預(yù)設(shè)的水溫相對較高，則控制電壓U1是多少V．

Answer 1

【答案】
（1）兩；N
（2）解：由ρ= 可得，每分鐘噴出水的質(zhì)量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg，

水吸收的熱量：

Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（38℃﹣18℃）=1.008×105J，

由P= 可得：

W電=Pt′=2100W×60s=1.26×105J，

加熱效率：

η= ×100%= ×100%=80%

答：加熱器的效率為80%

（3）6
【解析】解：（1）由甲圖可知，只有火線和零線，選兩線插頭即可； 當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時，由右手沿著電流方向抓住螺線管，則大拇指朝下，即螺線管下端為N極，上端為S極（3）設(shè)R1=6Ω時，R1兩端的電壓為U1 ， 此時電路中的電流I= ，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，熱敏電阻兩端的電壓U2=U﹣U1=10V﹣U1 ，
由P=UI可得，R2的電功率P2=（10V﹣U1）× =4W，
解得U1=4V或U1=6V，
由于要使得水溫度較高，則R2的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U1較大，設(shè)計為6V．
【考點精析】通過靈活運用安培定則和歐姆定律及其應(yīng)用，掌握安培定則：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極（N極）．安培定則簡記：入線見，手正握；入線不見，手反握．大拇指指的一端是北極(N極)． （注意：入的電流方向應(yīng)由下至上放置）；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）即可以解答此題．