Question

【題目】人們對(duì)自我保健越來(lái)越關(guān)注。圖甲為某品牌足浴盆及相關(guān)參數(shù)。其內(nèi)部電路可分為工作電路和控制電路兩部分（如圖乙所示）。閉合總開(kāi)關(guān)S，當(dāng)足浴盆有水注人到一定量時(shí)壓控開(kāi)關(guān)S1，S2就會(huì)自動(dòng)閉合，此時(shí)R1、R2會(huì)同時(shí)工作，加熱至40℃時(shí)，控制電路中的電磁鐵會(huì)將銜鐵吸合，自動(dòng)進(jìn)入保溫模式。

（1）圖乙的工作電路中，處于保溫狀態(tài)時(shí)，工作的電阻是_____。壓控開(kāi)關(guān)S1的作用是防止_____，達(dá)到保護(hù)電路的目的。

（2）控制電路中電磁鐵線(xiàn)圈的電阻為100歐，為電磁鐵供電的電池電壓為6伏，Rx為熱敏電阻，阻值隨溫度變化關(guān)系可由圖丙中的某條曲線(xiàn)表示。當(dāng)線(xiàn)圈中的電流大于或等于20毫安時(shí)，控制電路中繼電器的銜鐵被吸合，則Rx阻值隨溫度變化的曲線(xiàn)為圖丙中的_____。

（3）求R2的阻值___________

（4）在一次使用過(guò)程中，加熱時(shí)間為5分鐘，保溫時(shí)間為20分鐘，則整個(gè)過(guò)程中消耗了多少電能？____--

Answer 1

【答案】R1 足浴盆中沒(méi)有水也會(huì)閉合電路讓電路處于工作狀態(tài) D 24.2Ω 7.5×105J

【解析】

（1）分析電路圖即可得出工作電阻，壓控開(kāi)關(guān)可起到保護(hù)電路的作用；（2）由題意知熱敏電阻隨溫度升高而降低，由串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)求出某溫度下的電阻，讀圖即可確定變化曲線(xiàn)（3）利用P計(jì)算阻值；（4）根據(jù)W=Pt計(jì)算在一定時(shí)間內(nèi)消耗的電能。

（1）由題知，加熱至40℃時(shí)，控制電路中的電磁鐵會(huì)將銜鐵吸合，自動(dòng)進(jìn)入保溫模式，由圖乙知，此時(shí)工作電路中只有R1接入電路中，即工作的電阻是；當(dāng)足浴盆注入一定量水時(shí)壓控開(kāi)關(guān)S1才自動(dòng)閉合，這樣可以防止足浴盆中沒(méi)有水也會(huì)閉合電路，而讓電路處于工作狀態(tài)，即起到了保護(hù)作用；

（2）控制電路中線(xiàn)圈與熱敏電阻R1串聯(lián)，由題知，當(dāng)足浴盆中水溫加熱至40℃時(shí)，線(xiàn)圈中的電流大于或等于20毫安，電磁鐵才會(huì)將銜鐵吸合，說(shuō)明溫度升高，由歐姆定律知熱敏電阻R1的阻值減小，故A、B曲線(xiàn)不符合題意；由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，當(dāng)線(xiàn)圈中的電流等于20mA＝0.02A時(shí)，控制電路的總電阻：R總＝R1+R線(xiàn)圈＝，即：R1+100Ω＝，解得：R1＝200Ω，當(dāng)水溫達(dá)到40℃，由圖丙中曲線(xiàn)C對(duì)應(yīng)電阻為300Ω、曲線(xiàn)D對(duì)應(yīng)電阻為200Ω，故R1阻值隨溫度變化的曲線(xiàn)為圖丙中D；

（3）在工作電路兩電阻并聯(lián)，同時(shí)工作時(shí)為加熱模式，保溫模式只有R1接入電路中，根據(jù)甲中參數(shù)知：P加熱＝2100W，P保溫＝100W，所以，R2的功率：P2＝P加熱﹣P保溫═2100W﹣100W＝2000W，R2的阻值：R2＝＝24.2Ω；

（4）加熱時(shí)間為5分鐘，保溫時(shí)間為20分鐘消耗的總電能：W＝W加熱+W保溫＝P加熱t加熱+P保溫t保溫＝2100W×300s+100W×1200s＝7.5×105J。