Question

【题目】如图甲为某型号豆浆机示意图，将黄豆和清水放入杯体经过如图乙“三次加热、二次打浆”的工序，可制作可口的豆浆。

（1）若豆浆机“加热”时功率为1000瓦，“打浆”时功率为200瓦。则按图乙工序完成一次豆浆制作，需消耗多少电能____？

（2）为了防止豆浆过少导致“干烧”和豆浆过多导致“溢浆”，小明设计了如图丙所示的电路，La、Lb是两个完全相同的电磁铁，Ra和Rb分别是安装在“防溢浆”水位和“防干烧”水位下方的压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。只有当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时，电热丝才能工作。（假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，不考虑衔铁的弹力和重力）

①当液面高度为h0时，闭合电路中的开关S，电磁铁La吸住衔铁，此时压敏电阻的阻值分别为Raˊ和Rbˊ，请比较两者的大小关系：_____。

②已知压敏电阻Ra的阻值随液面高度h的变化曲线如图丁所示，请结合Ra的变化曲线画出压敏电阻Rb的阻值随液面高度h变化的大致曲线____，并在图中横坐标上标出“防干烧”水位h1和“防溢浆”水位h2。

Answer 1

【答案】 9.12×105J Raˊ＜Rbˊ 见解析

【解析】解：（1）加热时间t1＝8min+2min+5min＝15min＝900s， 打浆时间t2＝0.5min+0.5min＝1min＝60s，根据P＝得：消耗的电能：W1＝P1t1＝1000W×900s＝9×105J， W2＝P2t2＝200W×60s＝1.2×104J，完成一次豆浆制作需消耗的电能： W＝W1+W2＝9×105J+1.2×104J＝9.12×105J。（2）①当液面高度为h0时，闭合开关S，电阻Raˊ、Rbˊ分别与电磁铁La、Lb串联后再并联，电磁铁La吸住衔铁，说明电阻Raˊ所在支路的电流较大电阻较小，因为La、Lb完全相同即线圈电阻相同，所以，此时压敏电阻的阻值的大小关系：Raˊ＜Rbˊ。②当杯体内液面高度h＜h1时，处于“防干烧”状态，电热丝所在电路不工作，此时压敏电阻的阻值Raˊ＜Rbˊ，电阻Raˊ所在支路的电流较大，电磁铁La吸住弹性衔铁，动触点与静触点接触；当杯体内液面高度h1≤h≤h2时，豆浆机正常工作，即电热丝或电动机所在电路工作，此时压敏电阻的阻值Raˊ＞Rbˊ，Rbˊ所在支路的电流较大，电磁铁Lb吸住弹性衔铁，动、静触点分离；当杯体内液面高度h＞h2时，豆浆机处于“防溢浆”状态，即电热丝或电动机所在电路不工作，此时压敏电阻的阻值Raˊ＜Rbˊ，电阻Raˊ所在支路的电流较大，电磁铁La吸住弹性衔铁，动、静触点接触；综上所述，压敏电阻Rb的阻值随液面高度h变化的大致曲线如图所示：