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物理必考高楠家电热水器的铭牌如下表所示.高楠学了电磁继电器知识后想为

2024-01-16 10:15:50信息公告835

高楠家电热水器的铭牌如下表所示,高楠学了电磁继电器知识后想为自家的电热水器设计一个自动控制装置.若用热敏电阻R1制作成如图所示的电磁继电器来控制电热丝的工作,当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器电路断开;当继电器线圈中的电流减小到某一数值时,继电器的衔铁被释放,电热水器电路闭合,开始工作.则电热丝所在电路该如何与电磁继电器的触点连接?R1置于热水器水中,其阻值随温度的变化关系如下图所示.已知继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U0为6V 1pE物理好资源网(原物理ok网)

型号FED-H50额定电压交流220V
最大水量50kg频率50Hz
额定内压0.75MPa额定功率2000W
(1)热敏电阻的阻值随温度如何变化?________1pE物理好资源网(原物理ok网)

(2)请你帮他完成电路的连接1pE物理好资源网(原物理ok网)

(3)若电热水器内的水温控制在30~60℃之间,求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时,继电器线圈中的电流是多少?1pE物理好资源网(原物理ok网)

(4)电热水器正常工作时,将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?(c=4.2×103J/(kg?℃),不计热损失)

试题答案

解:1pE物理好资源网(原物理ok网)

(1)由坐标看出,从左向右温度升高,电阻减小.所以热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.1pE物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小.1pE物理好资源网(原物理ok网)

(2)由题意知,线圈中没有电流,磁性消失时电热丝开始工作,所以电路连接如下图:1pE物理好资源网(原物理ok网)

(3)由图象可知,温度为60℃时,热敏电阻的阻值R1=20Ω,此时串联电路总电阻R=R1+R2=20Ω+10Ω=30Ω,1pE物理好资源网(原物理ok网)

继电器线圈中的电流是I===0.2A.1pE物理好资源网(原物理ok网)

答:继电器线圈中的电流是0.2A.1pE物理好资源网(原物理ok网)

(4)将整箱水从30℃加热到60℃需要吸收热量Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×(60℃-30℃)=6.3×106J,1pE物理好资源网(原物理ok网)

因不计热损失,故W=Q,1pE物理好资源网(原物理ok网)

所以加热时间t===3150s.1pE物理好资源网(原物理ok网)

答:将整箱水从30℃加热到60℃需要3150s.1pE物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)从图象中可以看出热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的规律.1pE物理好资源网(原物理ok网)

(2)电热丝要产生热量,电路要闭合.根据电热丝工作时线圈有无磁性,控制电路有无电流连接电路.1pE物理好资源网(原物理ok网)

(3)分析图象中数据可以知道温度为60℃时热敏电阻的阻值,进而求出串联电路的总电阻,根据公式I=可求继电器线圈中的电流.1pE物理好资源网(原物理ok网)

(4)根据公式Q=cm△t可求水升高到60℃时吸收的热量,不计热量损失,消耗的电能完全转化成内能,根据公式t=可求加热的时间.1pE物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查热敏电阻的变阻规律、电路连接、电流、热量和时间的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道串联电阻的规律,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据.1pE物理好资源网(原物理ok网)