Question

【題目】下圖是某飲水器的原理圖。飲水器的容器內有密封絕緣的電阻絲R1和熱敏電阻R2，只要水平到過如圖所示的位置，接觸開關S1就會導通。繼電器開關S2的作用是當飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路。

（1）已知電熱絲R1的阻值為24.2Ω，求飲水器的正常加熱功率_______。

（2）當熱水在加熱的過程中，繼電器開關中電磁鐵的右端為_________極，為了使繼電器開關S2在飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路，Rx必須選用阻值隨溫度升高而______的熱敏電阻。若想降低飲水器加熱的最高溫度，可將滑動變阻器R2的滑片向______調節。

（3）已知該飲水器容積為l0L，當只有飲水器接人電路中時，它將水從20℃加熱到l00℃用時16min，同時通過電能表觀察到飲水器消耗了1kW·h的電能。試求該飲水器加熱過程中的熱效率_____。（水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)；水的密度ρ=1.0×103kg/m3）

Answer 1

【答案】 2000W N 變大 右 93.3%

【解析】解答：（1）飲水器的正常加熱功率P＝ ＝2000W.(2)①根據安培定則，用右手握住螺線管，使四指指向線圈中電流的方向，則大拇指所指的右端為電磁鐵的N極；

②為了使繼電器開關S2在飲水器內的水加熱至沸騰后能自動切斷加熱電路,停止加熱,應減弱電磁鐵的磁性,根據影響電磁鐵的磁性的因素可知應減小控制電路中電流,此時熱敏電阻阻值變大,所以熱敏電阻Rx阻值應隨溫度升高而變大；③若想降低飲水器加熱的最高溫度,即控制電路中在飲水器里水的溫度較低時,就達到使繼電器開關S2斷開,停止加熱的目的;由于使繼電器開關S2斷開的最小電流是一定的,則為了使控制電路中的總阻值提前達到S2斷開的最小電流熱應增大滑動變阻器R2的阻值，即的滑片向右調節。(3)已知水的體積V＝10L＝0.01m3，由ρ＝得：水的質量為m＝ρV＝1×103kg/×0.01m3＝10kg，

水吸收的熱量：Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/(kg℃)×10kg×(100℃20℃)＝3.36×106J，則效率η＝≈93.3%.