Question

10．某保溫茶壺內(nèi)部電路如圖甲所示，控制電路由電壓為U₁=9伏的電源、開關(guān)、電磁繼電器（線圈電阻不計(jì)）、電阻箱R₀和熱敏電阻R₁組成；工作電路由電壓為U₂=220伏的電源和電阻為R₂=44歐的電熱絲組成，其中電磁繼電器只有當(dāng)線圈中電流達(dá)到60毫安時(shí)，銜鐵才吸合，切斷工作電路，熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化如圖所示．

（1）當(dāng)保溫水壺中的水溫下降時(shí)，控制電路中的電流怎么變？
（2）若溫度達(dá)到50℃時(shí)，電磁繼電器銜鐵吸合，此時(shí)R₀阻值是多少？
（3）工作電路正常工作60秒產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙可知保溫水壺中的水溫下降時(shí)R₁阻值的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流的變化；
（2）由圖乙可知，溫度達(dá)到50℃時(shí)R₁的阻值，電磁繼電器銜鐵吸合時(shí)的電流為60mA，根據(jù)歐姆定律求出控制電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出此時(shí)R₀阻值；
（3）根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出工作電路正常工作60秒產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由圖甲可知，控制電路中，R₀與R₁串聯(lián)，
當(dāng)保溫水壺中的水溫下降時(shí)，由圖乙可知，R₁的阻值變大，控制電路的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可得，控制電路中的電流變��；
（2）由圖乙可知，溫度達(dá)到50℃時(shí)，R₁=100Ω，電磁繼電器銜鐵吸合時(shí)控制電路中的電流I=60mA=0.06A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，控制電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{9V}{0.06A}$=150Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R₀阻值：
R₀=R-R₁=150Ω-100Ω=50Ω；
（3）工作電路正常工作60秒產(chǎn)生的熱量：
Q=W=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{R}_{2}}$t=$\frac{（220V）^{2}}{44Ω}$×60s=6.6×10⁴J．
答：（1）當(dāng)保溫水壺中的水溫下降時(shí)，控制電路中的電流變��；
（2）若溫度達(dá)到50℃時(shí)，電磁繼電器銜鐵吸合，此時(shí)R₀阻值是50Ω；
（3）工作電路正常工作60秒產(chǎn)生的熱量是6.6×10⁴J．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電熱公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息．