Question

【題目】如圖為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保溫功能．如圖中電磁繼電器(線圈電阻不計)、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導線等組成控制電路．當電磁鐵線圈中的電流I<10mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通，電熱水器工作電路中的電流為1A；當電磁鐵線圈中的電流I ≥ 10mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下，繼電器下方動觸點和靜觸點a、b接通，電熱水器工作電路的功率為2200W．熱敏電阻R隨溫度變化的規律如圖，熱敏電阻和加熱電路中的三只電阻R1、R2、R3均置于儲水箱中，其中電阻R2、R3在圖中的虛線框內未畫出．已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、U2＝220V．

（1）銜鐵正好被吸下時，控制電路的總電阻為多少？

（2）若R0為200Ω，銜鐵正好被吸下時儲水箱中水溫是多少?

（3）求出電阻R3的阻值，計算并畫出虛線框內的電路，標明電阻名稱．

Answer 1

【答案】（1）600Ω（2）60℃（3）R3=154Ω

【解析】（1）由圖1知，控制電路中R0與線圈、R串聯，當電磁鐵線圈中的電流I=10mA時，電磁鐵的銜鐵正好被吸下，由I=可得此時控制電路的總電阻：

R總===600Ω；

（2）由題意知，銜鐵剛好被吸下時，控制電路電流I=10mA=0.01A，此時電流總電阻R總=600Ω，由串聯電路電阻特點可得熱敏電阻：

R=R總﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω，

由圖2可知，此時水溫為60℃；

（3）由題知，a、b接通，R1與虛線框中連入部分并聯，電熱水器工作電路的功率2200W，P1===W，虛線框中連入部分功率：Pb=2200W﹣W=W，虛線框中連入部分功率：Pb===66Ω=R2，

繼電器上方觸點和觸點c接通，此時只有框內電阻接入電路，電熱水器工作電路中的電流為1A，此時虛線框內的總電阻：R框===220Ω，

Pb＜R框，所以框內R2、R3電阻應串聯，即框內cb間是電阻R3，

且R3=R框﹣R2=220Ω﹣66Ω=154Ω．

虛線框內的電路如圖所示：