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下图是某校园净化饮水器的电路原理图。容器内有电热丝R1和热敏电阻Rx,只要水面到...

下图是某校园净化饮水器的电路原理图。容器内有电热丝R1和热敏电阻Rx,只要水面到达如图所示的位置,接触开关Sl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,求饮水器的正常加热功率。

2)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的阻值随温度的变化应有何特点?试作出简单的说明。

3)已知该饮水器装有9kg的水,当只有饮水器接入电路中时,它将水从20℃加热到100℃用时14min。试求该饮水器加热过程中的热效率。

 

(1) 4000W (2)随温度的升高而增大 理由如下 (3)90% 【解析】试题分析:(1)电饮水器的正常加热功率:P=U2/R1=(220V)2/12.1Ω=4000W;(2)如果将水加热至沸腾后自动切断加热电路,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;(3)水吸收的热量:Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg℃)×9kg×(100℃﹣20℃)=3.024×106J;消耗的电能W=Pt=4000W×14×60s=3.36×106J,则效率:η=Q吸/W×100%= 3.024×106J/3.36×106J×100%=90%。 考点:电功率;电磁铁;热量的计算  
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