Question

【題目】科技小組的同學設計了如圖甲所示的恒溫水箱溫控電路（設環境溫度不高于20℃），由工作電路和控制電路組成.工作電路中的電熱器上標有“220V 100W”的字樣：控制電路中的電源電壓U=30V，熱敏電阻R，作為感應器探測水溫，置于恒溫水箱內，其阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，R1為滑動變阻器。電磁鐵產生的吸引力F與控制電路中電流I的關系如圖丙所示，銜鐵只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，閉合開關S （不計電磁繼電器線圈的電阻）。

(1)電熱器正常工時的電阻；

(2)電熱器正常工作，繪氣溫箱中100kg的水加熱，已知電熱器的加熱效率為80%，.當水溫由20℃升高到30℃，電加熱器的加熱時間[水的比熱容c =4.2×103J/ （kg·℃）]

(3)為了把溫度控制在40℃左右，設定在水溫低于40℃自動加熱，在水溫達到40℃時停止加熱，求此時滑動變阻器R1消耗的功率。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1) 根據，電熱器正常工時的電阻為

(2)水吸收的熱量為

電熱器正常工作消耗的電能為

電加熱器的加熱時間為

(3)當水溫達到40℃時停止加熱， 由圖乙可知，此時熱敏電阻Rt=50Ω。當銜鐵受力3N時，由圖丙可知，此時電路電流為

I=100mA=0.1A

此時控制電路的總電阻為

則此時R1的阻值為

此時滑動變阻器R1消耗的功率

答：(1)電熱器正常工時的電阻為。

(2)電加熱器的加熱時間為。

(3)此時滑動變阻器R1消耗的功率為。