Question

如图甲所示是某品牌饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R₁和热敏电阻R_x，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)已知定值电阻R₁和热敏电阻R_x的电流随电压的变化曲线是如图乙中A、B、C中的两条。定值电阻R₁的阻值是_______Ω，饮水器的正常加热功率是_______W。

(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，热敏电阻R_x应选择如图乙中的_______(选填“A，B，C”)。在使用过程中，发现饮水器内的水实际加热到90℃时，加热电路就自动切断了，为了使水能在加热至沸腾后加热电路才自动切断，可将滑动变阻R₂的滑片向__________调节。

(3)已知该饮水器装有10L水，当只有饮水器接入电路中时，它将水从10摄氏度加热到100摄氏度用时14分钟，同时通过电能表观察到饮水器消耗了1.1KW﹒h的电能。该饮水器加热过程中的实际功率是___________W；它的热效率是___________。(保留一位小数)

Answer

10Ω 4840W C 左 4714.3 95.5%

【解析】（1）因为R1是定值电阻，则通过R1的电流与它两端电压成正比，其I-U图象为过原点的倾斜直线，由图可知，B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线；
由欧姆定律结合B图象可得，R1的阻值： ，
饮水器的工作电路为R1的简单电路，其正常加热功率： ．
（2）①为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路，则应使继电器开关S2断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流；
由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值应变大，即热敏电阻Rx的阻值应随温度升高而变大，而图乙中C曲线反映了电阻的阻值随温度升高（电压变大）而变大的特性，故选C．
②若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热，即继电器开关S2仍然是闭合的，需要增强电磁铁的磁性，应增大此时控制电路中的电流，由欧姆定律可知应减小控制电路的总电阻，而温度为90℃时热敏电阻的阻值是一定的，所以应减小滑动变阻器R2的阻值，即R2的滑片向左调节．
（3）已知水的体积V=10L=0.01m3，
由可得，水的质量为：
m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg；
水吸收的热量：
Q吸=c水m△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃-10℃）=3.78×106J；
饮水器消耗的电能：
W=1.1kW•h=1.1×3.6×106J=3.96×106J，
该饮水器加热过程中的实际功率： ；
则它的热效率： ．
故答案为：（1）10；4840；（2）C；左；（3）4714.3；95.5%．