Question

【題目】太陽(yáng)能熱水器的電腦芯片可以通過(guò)“水位水溫傳感器”的電阻變化來(lái)檢測(cè)水位和水溫變化，從而自動(dòng)控制進(jìn)水、加熱等。某型號(hào)的太陽(yáng)能熱水器的“水位水溫傳感器”有紅、藍(lán)、白、綠四根不同顏色的引出線(xiàn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，其中的水位傳感器利用不純凈的水能導(dǎo)電的性質(zhì)來(lái)工作。解答下列問(wèn)題：

(1)水位越高，紅、藍(lán)兩線(xiàn)間的電阻__________（越大/越�。�（圖中的四個(gè)電阻阻值相等，水箱內(nèi)A、B、C、D、E、F、G、H均為裸露的金屬觸點(diǎn)，忽略水的電阻）。如果實(shí)際水位已經(jīng)下降了，但它的顯示屏總顯示水是滿(mǎn)的，那么水位傳感器的故障原因是______________。

(2)陰雨天時(shí)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(zhǎng)時(shí)間？________（不計(jì)熱損失）［c水＝4.2×103J/（kg·℃）］

(3)張楊手頭有一個(gè)維修師傅換下來(lái)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(gè)指針式熱敏溫度計(jì)，他設(shè)計(jì)的電路如圖乙所示。如果電路中電源電壓等于l2V，定值電阻R0的阻值是2kΩ，這種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖丙所示，那么這個(gè)指針式熱敏溫度計(jì)的25℃溫度刻度跟電壓表多少伏的刻度對(duì)應(yīng)？____________

Answer 1

【答案】 越小 AE短路 8400s 2V

【解析】（1）因?yàn)樗�位傳感器利用不純凈的水能�?dǎo)電的性質(zhì)來(lái)工作的，所以浸入水面下的電阻被短路，由此可知，水位越高，紅、藍(lán)兩線(xiàn)間的電阻越小；若實(shí)際水位已經(jīng)下降了，但顯示屏總顯示水是滿(mǎn)的，說(shuō)明紅、藍(lán)兩線(xiàn)始終處于短路，即水位傳感器的故障原因是AE短路；

（2）水吸收的熱量是：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg℃）×150kg×（60℃-40℃）=1.26×107 J，

因?yàn)?/span>Q吸 =W=1.26×107 J，

所以由P=W/t知道，加熱時(shí)間是：t=W/P=1.26×107J/1500W=8400s

（3）從圖像知道，當(dāng)溫度是25℃時(shí)，熱敏電阻的阻值是10kΩ，

因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時(shí)電路中的電流是：I=U/R0+Rt=12V/2×103Ω+104Ω=1×10-3 A，

故定值電阻兩端的電壓是：U0 =IR0 =1×10-3 A×2×103Ω=2V，即25℃的刻度對(duì)應(yīng)的是電壓表2V的位置。