Question

【題目】如圖所示，某興趣小組設計了一種智能化的電熱水器，電熱水器具有加熱和保溫功能。其中U=3V且保持不變，R2為定值電阻；R1為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示；R3為加熱電阻絲，阻值為40Ω，R1、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小于0.06A時，觸點D和觸點E接觸，當電流等于或大于0.06A時，繼電器的銜鐵會被吸下，使觸點D和觸點F接觸。同時閉合S1、S2，則：

（1）電熱水器的加熱功率；

（2）熱水器中的最高水溫；

（3）若R2選用阻值為75Ω的電阻，保溫狀態下熱水器中的最低水溫。

Answer 1

【答案】(1)；(2)90℃；(3)40℃

【解析】

(1)根據電路圖可知，當觸點D和觸點E接觸，閉合S1、S2時，工作電路為R3的基本電路，電熱水器的加熱功率

(2)由可得，當繼電器線圈中的電流剛達到0.06A時，控制電路為R1的基本電路，R1的阻值

根據圖乙可知，當R1=50Ω時，對應的溫度為90℃，即水的最高水溫為90℃。

(3)根據電路圖可知，當電流等于0.06A時，繼電器的銜鐵會被吸下，使觸點D和觸點F接觸，同時閉合S1、S2，控制電路工作，電路為R1、R2并聯；則通過R2的電流

因并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和，所以通過R1的電流

由可得，此時R1的阻值

根據圖乙可知，此時的溫度為40℃，因此保溫狀態下熱水器中的最低水溫為40℃。

答：(1)電熱水器的加熱功率是；

(2)熱水器中的最高水溫是90℃；

(3)若R2選用阻值為75Ω的電阻，保溫狀態下熱水器中的最低水溫40℃。