Question

【题目】如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能．如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路．当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通，电热水器工作电路中的电流为1A；当电磁铁线圈中的电流I ≥ 10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方动触点和静触点a、b接通，电热水器工作电路的功率为2200W．热敏电阻R随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中，其中电阻R2、R3在图中的虚线框内未画出．已知R1＝33Ω、R2＝66Ω、U2＝220V．

（1）衔铁正好被吸下时，控制电路的总电阻为多少？

（2）若R0为200Ω，衔铁正好被吸下时储水箱中水温是多少?

（3）求出电阻R3的阻值，计算并画出虚线框内的电路，标明电阻名称．

Answer 1

【答案】（1）600Ω（2）60℃（3）R3=154Ω

【解析】（1）由图1知，控制电路中R0与线圈、R串联，当电磁铁线圈中的电流I=10mA时，电磁铁的衔铁正好被吸下，由I=可得此时控制电路的总电阻：

R总===600Ω；

（2）由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10mA=0.01A，此时电流总电阻R总=600Ω，由串联电路电阻特点可得热敏电阻：

R=R总﹣R0=600Ω﹣200Ω=400Ω，

由图2可知，此时水温为60℃；

（3）由题知，a、b接通，R1与虚线框中连入部分并联，电热水器工作电路的功率2200W，P1===W，虚线框中连入部分功率：Pb=2200W﹣W=W，虚线框中连入部分功率：Pb===66Ω=R2，

继电器上方触点和触点c接通，此时只有框内电阻接入电路，电热水器工作电路中的电流为1A，此时虚线框内的总电阻：R框===220Ω，

Pb＜R框，所以框内R2、R3电阻应串联，即框内cb间是电阻R3，

且R3=R框﹣R2=220Ω﹣66Ω=154Ω．

虚线框内的电路如图所示：