(2020·武漢模擬)圖1為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保温功能。圖1中電磁繼電器(線...

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問題詳情：

(2020·武漢模擬)圖1為小穎同學設計的電熱水器的原理圖，該電熱水器具有加熱、保温功能。圖1中電磁繼電器(線圈電阻不計)、熱敏電阻R、保護電阻R0、電壓恆為6 V的電源U1、導線等組成控制電路。當電磁繼電器線圈中的電流I<10 mA時，繼電器上方觸點和觸點c接通；當電磁繼電器線圈中的電流I≥

10 mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下，繼電器下方觸點和觸點a、b接通。熱敏電阻中允許通過的最大電流I0=15 mA，其電阻R隨温度變化的規律如圖2，熱敏電阻和加熱電路中的三隻電阻R1、R2、R3均置於儲水箱中。已知R1=33 Ω、R2=

66 Ω、R3=154 Ω、U2=220 V。

(1)銜鐵被吸下時，加熱電路的總電阻是多大？

(2)保温狀態下，若加熱電路的發熱功率等於熱水器散熱功率的80%，求10分鐘內熱水器散失的熱量；

(3)為使控制電路正常工作，保護電阻R0的阻值至少為多大？若R0為該值，銜鐵剛好被吸下時儲水箱中水温是多少？

【回答】

(1)22 Ω　(2)1.65×105 J (3)200 Ω　60 ℃

【解析】(1)由電路圖知：銜鐵被吸下時，電阻R1與R2並聯，根據並聯電路的特點可知，=+，則總電阻R並=22 Ω。

(2)由電路圖知，保温狀態下：R2與R3串聯，加熱10 min電路產生的熱量Q=t=1.32×105 J。10分鐘內熱水器散失的熱量Q′==1.65×105 J。

(3)由圖2可知，熱敏電阻的最小值是R=200 Ω，當R最小，控制電路中的電流不超過最大值時，保護電阻R0阻值最小，由I0=得，保護電阻R0的最小值R0=200 Ω，由題意知，銜鐵剛好被吸下時，控制電路電流I=10 mA=0.01 A，此時電路總電阻R總==600 Ω，此時熱敏電阻R′=R總-R0=600 Ω-200 Ω=400 Ω，由圖2可知，此時水温為60 ℃。