Question

【題目】人們對自我保健越來越關注。圖甲為某品牌足浴盆及相關參數。其內部電路可分為工作電路和控制電路兩部分（如圖乙所示）。閉合總開關S，當足浴盆有水注人到一定量時壓控開關S1，S2就會自動閉合，此時R1、R2會同時工作，加熱至40℃時，控制電路中的電磁鐵會將銜鐵吸合，自動進入保溫模式。

（1）圖乙的工作電路中，處于保溫狀態時，工作的電阻是_____。壓控開關S1的作用是防止_____，達到保護電路的目的。

（2）控制電路中電磁鐵線圈的電阻為100歐，為電磁鐵供電的電池電壓為6伏，Rx為熱敏電阻，阻值隨溫度變化關系可由圖丙中的某條曲線表示。當線圈中的電流大于或等于20毫安時，控制電路中繼電器的銜鐵被吸合，則Rx阻值隨溫度變化的曲線為圖丙中的_____。

（3）求R2的阻值___________

（4）在一次使用過程中，加熱時間為5分鐘，保溫時間為20分鐘，則整個過程中消耗了多少電能？____--

Answer 1

【答案】R1 足浴盆中沒有水也會閉合電路讓電路處于工作狀態 D 24.2Ω 7.5×105J

【解析】

（1）分析電路圖即可得出工作電阻，壓控開關可起到保護電路的作用；（2）由題意知熱敏電阻隨溫度升高而降低，由串聯電路電阻特點求出某溫度下的電阻，讀圖即可確定變化曲線（3）利用P計算阻值；（4）根據W=Pt計算在一定時間內消耗的電能。

（1）由題知，加熱至40℃時，控制電路中的電磁鐵會將銜鐵吸合，自動進入保溫模式，由圖乙知，此時工作電路中只有R1接入電路中，即工作的電阻是；當足浴盆注入一定量水時壓控開關S1才自動閉合，這樣可以防止足浴盆中沒有水也會閉合電路，而讓電路處于工作狀態，即起到了保護作用；

（2）控制電路中線圈與熱敏電阻R1串聯，由題知，當足浴盆中水溫加熱至40℃時，線圈中的電流大于或等于20毫安，電磁鐵才會將銜鐵吸合，說明溫度升高，由歐姆定律知熱敏電阻R1的阻值減小，故A、B曲線不符合題意；由串聯電路特點和歐姆定律可得，當線圈中的電流等于20mA＝0.02A時，控制電路的總電阻：R總＝R1+R線圈＝，即：R1+100Ω＝，解得：R1＝200Ω，當水溫達到40℃，由圖丙中曲線C對應電阻為300Ω、曲線D對應電阻為200Ω，故R1阻值隨溫度變化的曲線為圖丙中D；

（3）在工作電路兩電阻并聯，同時工作時為加熱模式，保溫模式只有R1接入電路中，根據甲中參數知：P加熱＝2100W，P保溫＝100W，所以，R2的功率：P2＝P加熱﹣P保溫═2100W﹣100W＝2000W，R2的阻值：R2＝＝24.2Ω；

（4）加熱時間為5分鐘，保溫時間為20分鐘消耗的總電能：W＝W加熱+W保溫＝P加熱t加熱+P保溫t保溫＝2100W×300s+100W×1200s＝7.5×105J。