问题 计算题

小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置,如下图所示.R1是一个置于热水器水中的热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如表I所示.表Ⅱ是这个电热水器的铭牌.已知继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U0为6V不变.当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器电路断开;当继电器线圈中的电流减小到某一数值时,继电器的衔铁被释放,电热水器电路闭合,开始工作.

请解答:

(1)正常工作时,电热水器的电阻是多少?

(2)分析表I,热敏电阻的阻值随温度如何变化?

(3)若电热水器内的水温控制在30℃~60℃之间,求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时,继电器线圈中的电流是多少?

(4)若不计热损失,电热水器正常工作时,将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?(c=4.2×103J/(kg·℃))

答案

(1)24.67Ω(2)热敏电阻的阻值随温度的升高而减小(3)0.3A(4)3500s

(2分)

⑵热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2分)

⑶由表I可知,温度为60℃时,热敏电阻的阻值R1=10Ω

R=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω(1分)

(1分)

⑷Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-30℃)=6.3×106J(1分)

(1分)

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