Question

【題目】如圖所示為一容積為5L的恒溫水箱電路結構示意圖，包括控制電路和工作電路兩部分，控制電路：低壓電源U，R1為熱敏電阻（置于水箱中），阻值隨溫度變化的關系如圖所示，R0為滑動變阻器，線圈電阻不計，線圈中電流大于0.2A時銜鐵被吸下，小于0.18A時銜鐵被釋放；工作電路：R2為電熱器，上面標有“220V1000W”的字樣，L1、L2為紅綠指示燈，其額定電壓均為220V，加熱時紅燈正常發光，綠燈不亮，停止加熱時綠燈正常發光，紅燈不亮。

（1）當溫度設定在60℃—80℃時，某次從銜鐵吸下到釋放用時14分鐘，求①此過程中水吸收的熱量②電加熱器的加熱效率；（水的比熱容為4.2×103J/kg·℃）

（2）要將控制的溫度設定在60℃—80℃，則應該用什么規格的低壓電源，R0調節至多大？

Answer 1

【答案】420000J @50% @40Ω @ 14.4V

【解析】解：（1）①由可得，水箱中水的質量

水吸收的熱量：

②由可得，電加熱器所消耗的電能W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J，

電加熱器的加熱效率

（2）由題可知，當溫度為60℃時，線圈中電流等于0.2A時銜鐵被吸下，由圖2可知，R1的阻值為32Ω，由可得，電源電壓

當溫度為80℃時，線圈中電流等于0.18A時銜鐵被釋放，由圖2可知，R1’阻值為40Ω，則電源電壓

因電源電壓恒定不變，

所以，

解得 R0=40Ω

電源電壓U=

答：（1）①此過程中水吸收的熱量為，②電加熱器的加熱效率為50%。（2）要將控制的溫度設定在60℃—80℃，則應該用14.4V的低壓電源，R0調節至40Ω。