Question

15．如圖甲是某電熱水器的電路圖．其中U=3V，R₂為可調(diào)電阻；R₁為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示；R₃為電阻絲加熱器；R₁和R₃均置于水箱中，繼電器線圈電阻忽略不計(jì)．當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.04A時(shí)，繼電器的銜鐵會(huì)被吸下．

（1）熱水器中水的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值R₁將變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）．工作電路中的a端應(yīng)接火線（選填“火”或“零”）．
（2）當(dāng)繼電器線圈中的電流為0.03A，指示燈紅燈發(fā)光（選填“紅”或“綠”）．
（3）如果將熱水器中的最高水溫設(shè)置為80℃，R₂的阻值應(yīng)該調(diào)至多大？R₁在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖示圖象判斷電阻如何變化；開關(guān)應(yīng)控制火線；
（2）當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.04A時(shí)，繼電器的銜鐵會(huì)被吸下，據(jù)此分析；
（3）由歐姆定律求出控制電路的總電阻，然后由圖示圖象求出熱敏電阻阻值，最后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出R₂的阻值，根據(jù)Q=I²Rt求出R₁在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）由圖象可知，熱水器中水的溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值R₁將變小；
為了用電的安全，開關(guān)應(yīng)控制火線，銜鐵相當(dāng)于開關(guān)，故a接火線；
（2）當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.04A時(shí)，繼電器的銜鐵會(huì)被吸下；此時(shí)的電流為0.03A，銜鐵不會(huì)被吸下，紅燈和R₃的并聯(lián)電路接通，紅燈亮；
（3）當(dāng)繼電器線圈中的電流達(dá)到0.04A時(shí)，由I=$\frac{U}{R}$可知，控制電路總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.04A}$=75Ω；
由圖示圖象可知，80℃時(shí)R₁的阻值為15Ω，
則R₂的阻值為R₂=R_總-R₁=75Ω-15Ω=60Ω；
R₁在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：Q=I²R₁t=（0.04A）²×15Ω×60s=1.44J．
答：（1）變��；火；
（2）紅；
（3）如果將熱水器中的最高水溫設(shè)置為80℃，R₂的阻值應(yīng)該調(diào)至60Ω；R₁在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是1.44J．

點(diǎn)評(píng) （1）明確圖中左側(cè)為控制電路，右側(cè)為工作電路，兩電路依據(jù)中間的電磁鐵來發(fā)生相互作用，是搞清這一裝置原理的關(guān)鍵點(diǎn)之一；
（2）對(duì)歐姆定律的應(yīng)用要熟練．