(2020·武漢模擬)圖1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。圖1中電磁繼電器(線...
問題詳情:
(2020·武漢模擬)圖1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。圖1中電磁繼電器(線圈電阻不計)、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恆為6 V的電源U1、導線等組成控制電路。當電磁繼電器線圈中的電流I<10 mA時,繼電器上方觸點和觸點c接通;當電磁繼電器線圈中的電流I≥
10 mA時,電磁繼電器的銜鐵被吸下,繼電器下方觸點和觸點a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0=15 mA,其電阻R隨溫度變化的規律如圖2,熱敏電阻和加熱電路中的三隻電阻R1、R2、R3均置於儲水箱中。已知R1=33 Ω、R2=
66 Ω、R3=154 Ω、U2=220 V。
(1)銜鐵被吸下時,加熱電路的總電阻是多大?
(2)保溫狀態下,若加熱電路的發熱功率等於熱水器散熱功率的80%,求10分鐘內熱水器散失的熱量;
(3)為使控制電路正常工作,保護電阻R0的阻值至少為多大?若R0為該值,銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水溫是多少?
【回答】
(1)22 Ω (2)1.65×105 J (3)200 Ω 60 ℃
【解析】(1)由電路圖知:銜鐵被吸下時,電阻R1與R2並聯,根據並聯電路的特點可知,=+,則總電阻R並=22 Ω。
(2)由電路圖知,保溫狀態下:R2與R3串聯,加熱10 min電路產生的熱量Q=t=1.32×105 J。10分鐘內熱水器散失的熱量Q′==1.65×105 J。
(3)由圖2可知,熱敏電阻的最小值是R=200 Ω,當R最小,控制電路中的電流不超過最大值時,保護電阻R0阻值最小,由I0=得,保護電阻R0的最小值R0=200 Ω,由題意知,銜鐵剛好被吸下時,控制電路電流I=10 mA=0.01 A,此時電路總電阻R總==600 Ω,此時熱敏電阻R′=R總-R0=600 Ω-200 Ω=400 Ω,由圖2可知,此時水溫為60 ℃。
知識點:未分類
題型:計算題
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