Question

【題目】小明家的飲水機具有自動加水和加熱兩種功能，燒水時，先按一下加水按鈕，自吸泵把水從水桶抽到壺內，當壺內水位達到規定容量時，自吸泵自動停止抽水；再按一下加熱按鈕，加熱裝置將對壺內的水加熱。如圖所示．“控制電路”中的熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的曲線如圖所示．電磁鐵線圈電阻可忽略不計，“飲水機”共安裝有2根加熱電熱絲和一根保溫電熱絲，當電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作。當線圈中的電流小于或等于40mA時，繼電器的銜鐵被釋放，使加熱電路閉合．電磁繼電器的電源兩端電壓U=6V，飲水機的參數如表所示已知水的比熱容c水=4.2×103 J/（kg· ℃），水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，電熱水機的銘牌數據如表.

（1）電磁繼電器的接線柱________（M/N）應與家庭電路的火線相連。

（2）如果自吸泵抽水效率為60%，求自吸泵將1.2 L水提升0.5 m消耗的電能_____.

（3）加熱電路中2根“220V 600W”電熱絲的合理連接方式是___________（ 并聯/串聯）

（4）為了實現溫度控制，飲水機加熱電熱絲（圖中未畫出）應該選擇接在以下的____。

A．AD端B. BC端 C. AB端 D. CD端

（5）假設飲水機內水溫達到90℃時，溫控電路就將電路切換到保溫狀態，此時滑動變阻器的阻值為__________Ω。

（6）現將滑動變阻器R2的阻值適當調小，則該飲水機的保溫范圍將比原來____（大/小）.

Answer 1

【答案】M 10J 并聯 C 70 小

【解析】

（1）由于開關控制火線，而電磁繼電器銜鐵相當于開關，所以，電磁繼電器的接線柱M應與家庭電路的火線相連；

（2）由知道，1.2L水的質量是：m=ρ水 V=1.0×103 kg/m3 ×1.2×10-3m3 =1.2kg，

如果自吸泵抽水效率為60%，則η=，

所以，自吸泵將1.2L水提升0.5m消耗的電能是：=10J；

（3）根據題意知道，當繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作；當繼電器的銜鐵被釋放，使加熱電路閉合，所以，加熱電路與保溫電路是并聯關系，而安裝的2根加熱電熱絲工作時為了互不影響，也應是并聯關系。

（4）當電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作，由圖1知道CD端接保溫電熱絲；當線圈中的電流小于或等于40mA時，繼電器的銜鐵被釋放，使加熱電路閉合，由圖1知道AB端應接2根“220V 600W”的電熱絲（表示其額定電壓為220V），又由表中數據知道，加熱功率為1200W，故每根電熱絲正常工作的功率為600W；

（5）由圖2知道，當飲水機內水溫達到90℃時，熱敏電阻R1 =50Ω，由于當電磁鐵線圈中電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，使加熱電路斷開，保溫電路工作，由電阻的串聯和歐姆定律知道，此時電路的電流是：=0.05A，解得此時滑動變阻器的阻值是：R滑 =70Ω；

（6）現將滑動變阻器R2 的阻值適當調小，由于加熱和保溫切換時的電流大小均不變，由歐姆定律知道，總阻值R不變，由串聯電路的電阻規律知道，R=R2 +R1，所以，當R2 增小時，加熱和保溫切換時的R1均增大，但兩狀態之間R1的變化量相等，由圖2知道保溫范圍變小了。