Question

5．智能潔具（智能馬桶、全自動洗碗機、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風烘干、殺菌等功能，已進入百姓家庭．
（1）某智能潔具的電路中，溫水洗凈功能中的電熱絲與暖風干燥功能中的電動機能獨立工作，則它們是并聯（選填“串聯”或“并聯”）連接的．
（2）如圖為智能潔具的溫控裝置原理圖．R₁是滑動變阻器，R₂是熱敏電阻，其阻值溫度升高而減小．當R₁兩端電壓U₁增大到一定值時，控制電路將切斷加熱電路實現對水溫的控制．
①為使控制水溫的預設值升高，應怎樣調節電源電壓，并說明理由．減小電源電壓，因為當設定的溫度升高時，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R₁的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變
②若電源電壓設定為10伏，R₁接入電路的阻值為6歐時，R₂的電功率為4瓦，此時加熱電路恰好被切斷．若預設的水溫相對較高，則控制電壓U₁是多少伏．

Answer 1

分析 （1）串聯電路中，用電器工作時相互影響；并聯電路中，用電器工作時互不影響；
（2）①當R₁兩端電壓U₁增大到一定值時將切斷加熱電路，所以滑動變阻器的阻值一定時需要的切斷加熱電路的R₁兩端電壓U₁一定，根據水溫的預設值升高時熱敏電阻越小，則電源電壓需減小．
②根據歐姆定律和串聯電路的電壓特點，利用P=UI可求得U₁，然后根據題意由于要使得水溫度較高，則R₂的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U₁較大．

解答 解：（1）并聯電路中各用電器獨立工作、互不影響，所以電熱絲與電動機是并聯連接的；
（2）①當設定的溫度升高時，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R₁的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變，因而根據I=$\frac{U}{R}$可知必須減小電源電壓；
②當R₁=6Ω時的電壓U₁，電路中的電流為I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{1}}{6Ω}$，熱敏電阻的電壓U₂=U-U₁，=10V-U₁，
則電功率P=U₂I=（U-U₁）I=（10V-U₁）×$\frac{{U}_{1}}{6Ω}$，
即：4W=（10V-U₁）×$\frac{{U}_{1}}{6Ω}$，
解得U₁=4V或U₁=6V，由于要使得水溫度較高，則R₂的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U₁較大，設計為6V．
故答案為：（1）并聯；
（2）①減小電源電壓，因為當設定的溫度升高時，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R₁的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變；②6．

點評 綜合考查了電能表參數的理解和電能的求法，功率的計算，重力的計算，密度公式及其變形的應用，電功率的計算等多個知識點，難度較大．