图甲为小强同学设计的电热水器的原理示意图,该电热水器具有加热、保温功能.图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护

图甲为小强同学设计的电热水器的原理示意图,该电热水器具有加热、保温功能.图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路.当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通.热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图20乙,热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中.电热水器工作电路的加热功率是2200W,保温状态下,10min电热水器产生的热量是1.32×105J,若R2=2R1.求:

(1)为使控制电路正常工作,保护电阻R0的阻值至少为多大?若R0为该值,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?
(2)电热水器工作电路加热时R2的功率是P2;保温时R3的功率是P3,求P2:P3是多少.
阿蕉BB 1年前 已收到1个回答 举报

smiletou 春芽

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解题思路:(1)由题意可知,热敏电阻中允许通过的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的最小总电阻,由热敏电阻的R-t图象找出热敏电阻的最小阻值,根据电阻的串联求出控制电路保护电阻R0的最小阻值,这是控制电路正常工作的最小阻值;求出衔铁刚好被吸下时热敏电阻的阻值,然后由图象找出该阻值对应的温度,这就是储水箱中水的温度.
(2)由甲图可知,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通时,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,电加热器处于加热状态,根据并联电路的电压特点和P=
U2
R
表示出加热功率求出R1的阻值,进一步求出R2的阻值和功率;继电器上方触点和触点c接通时,R2与R3串联,电路中的总电阻最大,电热水器处于保温状态,根据Q=I2Rt=
U2
R
t求出保温功率,根据P=UI求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R3的阻值,利用P=I2R求出R3的功率,进一步得出答案.

(1)由题意可知,热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA,则此时热敏电阻的阻值最小,由I=UR可得,电路中的最小总电阻:R总=U1I0=6V15×10−3A=400Ω,由图乙可知,热敏电阻的最小值是R=200Ω,∵串联电路中总电阻等...

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.

考点点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,判断用电器状态,从图象中提取出有用的信息,熟练掌握基本公式,根据需要灵活变形,是解决此类综合题的基础.

1年前

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