Question

【题目】科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成．工作电路中的电热器上标有“220V2000W”的字样；控制电路中热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器．电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下．闭合开关S（不计继电器线圈的电阻）．则正确的是（ ）

A. 电磁铁上端为N极

B. 用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，那么此时电热器的加热效率为87.5%

C. 调节滑动变阻器，使R1=280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，那么控制电路的电源电压U应该是36V

D. 设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值．

Answer 1

【答案】BC

【解析】由图中电流方向及安培定则可知电磁铁上端为S极故A错误；水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×100kg×(25℃20℃)＝2.1×106J，电热器消耗的电能：W＝Pt＝2000W×20×60s＝2.4×106J，电热器的加热效率：η＝＝87.5%故B正确；

(2)当水温达到25℃时停止加热,由图乙可知,热敏电阻的阻值为：Rt＝80Ω，因为串联电路的总阻值等于各电阻之和,所以电路中的总电阻：R总＝Rt+R1＝80Ω+280Ω＝360Ω，衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流为：I＝100mA＝0.1A，由I＝得,电源电压：U＝IR总＝0.1A×360Ω＝36V故C正确；由题意可知电路中的电流一定，电源电压一定所以电路中的电阻也应该保持不变，又因为电阻串联根据电阻串联的规律可知（当水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温其阻值变小）滑动变阻器的阻值应变大。故D错误。