Question

【题目】如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路．

（1）已知电热丝R1的阻值为12.1Ω，求R1的加热功率________．

（2）已知该饮水器中水的质量为l0kg，当只有饮水器接入电路中时，它将水从20℃加热到l00℃，通过电能表观察到饮水器消耗了1kW·h的电能．求该饮水器加热过程中的热效率______ ．【已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，结果保留一位小数】

（3）为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，Rx必须选用阻值随温度升高而_______（选填“增大”“不变”或“减小”）的热敏电阻。若想降低饮水器加热的最高温度，可将滑动变阻器R2的滑片向_______调节．

Answer 1

【答案】 4000W 93.3% 增大 右

【解析】（1）饮水器的正常加热功率P=U2/R=(220V)2/12.1Ω=4000W；

（2）已知水的质量为m =10kg，

水吸收的热量：Q吸 =c水 m△t=4.2×103 J/（kg℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×106 J；

则效率η=Q吸/W×100%=3.36×106J/1×3.6×106J×100%≈93.3%

（3）如果希望水温水加热至沸腾后能自动切断加热电路，即水沸腾时，使继电器开关S2 断开，停止加热，则使继电器开关S2 断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁的磁性的因素可知应减小控制电路中电流，根据欧姆定律可知此时热敏电阻阻值变大，所以热敏电阻Rx 阻值应随温度升高而变大；

若想降低饮水器加热的最高温度，即控制电路中在饮水器里水的温度较低时，就达到使继电器开关S2 断开，停止加热的目的；由于使继电器开关S2 断开的最小电流时一定的，则为了使控制电路中的总阻值提前达到S2 断开的最小电流热应增大滑动变阻器R2 的阻值，即的滑片向右调节。