Question

【題目】如圖是某飲水器的原理圖。飲水器的容器內有密封絕緣的電熱絲R1和熱敏電阻Rx，只要水面到達如圖所示的位置，接觸開關S1就會導通。繼電器開關S2的作用是當飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路．

（1）已知電熱絲R1的阻值為12.1Ω，求R1的加熱功率________．

（2）已知該飲水器中水的質量為l0kg，當只有飲水器接入電路中時，它將水從20℃加熱到l00℃，通過電能表觀察到飲水器消耗了1kW·h的電能．求該飲水器加熱過程中的熱效率______ ．【已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，結果保留一位小數】

（3）為了使繼電器開關S2在飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路，Rx必須選用阻值隨溫度升高而_______（選填“增大”“不變”或“減小”）的熱敏電阻。若想降低飲水器加熱的最高溫度，可將滑動變阻器R2的滑片向_______調節．

Answer 1

【答案】 4000W 93.3% 增大 右

【解析】（1）飲水器的正常加熱功率P=U2/R=(220V)2/12.1Ω=4000W；

（2）已知水的質量為m =10kg，

水吸收的熱量：Q吸 =c水 m△t=4.2×103 J/（kg℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×106 J；

則效率η=Q吸/W×100%=3.36×106J/1×3.6×106J×100%≈93.3%

（3）如果希望水溫水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路，即水沸騰時，使繼電器開關S2 斷開，停止加熱，則使繼電器開關S2 斷開，應減弱電磁鐵的磁性，根據影響電磁鐵的磁性的因素可知應減小控制電路中電流，根據歐姆定律可知此時熱敏電阻阻值變大，所以熱敏電阻Rx 阻值應隨溫度升高而變大；

若想降低飲水器加熱的最高溫度，即控制電路中在飲水器里水的溫度較低時，就達到使繼電器開關S2 斷開，停止加熱的目的；由于使繼電器開關S2 斷開的最小電流時一定的，則為了使控制電路中的總阻值提前達到S2 斷開的最小電流熱應增大滑動變阻器R2 的阻值，即的滑片向右調節。