Question

【題目】如圖是某飲水器的原理圖。飲水器的容器內有密封絕緣的電熱絲R1和熱敏電阻Rx，只要水面到達如圖所示的位置，接觸開關S1就會導通。繼電器開關S2的作用是當飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路。

(1)為了使繼電器開關S2在飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路，Rx必須選用阻值隨溫度升高而_____（選填“增大”“不變”或“減小”）的熱敏電阻。若想降低飲水器加熱的最高溫度，可將滑動變阻器R2的滑片向_____調節；

(2)已知電熱絲R1的阻值為12.1Ω，求R1的加熱功率_____；

(3)已知該飲水器中水的質量為10kg，當只有飲水器接入電路中時，它將水從20℃加熱到100℃，通過電能表觀察到飲水器消耗了1kW·h的電能。求該飲水器加熱過程中的熱效率_____。（已知c水=4.2×103J/（kg·℃），結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】增大 右 4000W 93.3%

【解析】

(1)[1]當飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路，此時電磁鐵磁性很弱，電路中電流很小，即Rx阻值很大，因此Rx必須選用阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻。

[2]若想降低飲水器加熱的最高溫度，則應增大電路中的電阻，因此應將滑動變阻器R2的滑片向右調節。

(2)[3]R1加熱功率

(3)[4]水吸收的熱量

Q吸=cm（t-t0)=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（100℃-20℃)=3.36×106J

消耗的電能

W=1kW·h=3.6×106J

飲水器加熱過程中的熱效率