Question

【题目】小明家的饮水机具有自动加水和加热两种功能，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热。如图所示。“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图所示。电磁铁线圈电阻可忽略不计，“饮水机”共安装有2根加热电热丝和一根保温电热丝，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作。当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合。电磁继电器的电源两端电压U=6V，饮水机的参数如表所示

已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg℃），水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg，电热水机的铭牌数据如表。

（1）电磁继电器的接线柱_____（M/N）应与家庭电路的火线相连。

（2）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能_________。

（3）加热电路中2根“220V 600W”电热丝的合理连接方式是_____（并联/串联）

（4）为了实现温度控制，饮水机加热电热丝（图中未画出）应该选择接在以下的_____。

A．AD端 B．BC端 C．AB端 D．CD端

（5）假设饮水机内水温达到90℃时，温控电路就将电路切换到保温状态，此时滑动变阻器的阻值为_____。

（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调大，则该饮水机的保温范围将比原来_____（大/小），理由是：_____。

Answer 1

【答案】 M 10J 并联 C 70Ω 大 加热和保温切换时的电流大小均不变，R2与R1串联的总阻值不变，当R2增大时，加热和保温切换时的R1均减小，但两状态之间R1的变化量相等，由图可知保温范围变大了

【解析】解：（1）开关控制火线，电磁继电器衔铁相当于开关，故电磁继电器的接线柱M应与家庭电路的火线相连；（2）1.2L水的质量：m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×1.2×10﹣3 m3=1.2kg，

如果自吸泵抽水效率为60%（即电能转化为机械能的效率），

则η===，自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能：W总===；（3）（4）当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，由图1可知CD端接保温电热丝；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合，由图1可知AB端应接2根“220V 600W”的电热丝（表示其额定电压为220V，额定功率为600W），由表中数据，加热功率为1200W，故每根电热丝的功率为600W，每根电热丝都正常工作，合理连接方式是并联；（5）由图2知，当饮水机内水温达到90℃时，热敏电阻R1=50Ω，因当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，根据电阻的串联和欧姆定律可得：I===0.05A，解得此时滑动变阻器的阻值为：R滑=70Ω；（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调大，因加热和保温切换时的电流大小均不变，由欧姆定律I=可知，总阻值R不变，根据串联电路的电阻规律R=R2+R1，当R2增大时，加热和保温切换时的R1均减小，但两状态之间R1的变化量相等，由图2可知保温范围变大了。