某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V,R为变阻器,Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为88Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V 20W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,工作电路处于待机状态,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放,工作电路处于加热状态。
t/℃ |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
Rt/Ω |
305 |
245 |
200 |
170 |
150 |
(1)将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,箱内气温最高可达多少摄氏度?(电磁铁的线圈电阻不计)
(2)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为1×103J/(kg•℃)。求开关S1、S2闭合20min内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计,指示灯消耗的电能不计)
一家用电热水器的铭牌如下表所示,已知C水=4.2×103J/(kg℃),
幸福牌全自动电热水器 |
|
容积:12L |
型号:XF2014-78K |
净重:22kg |
类别:防触电保护Ⅱ |
额定功率:2kw |
编号:201400985 |
额定电压:220V |
出厂日期:2014年3月16日 |
根据铭牌所提供的信息,回答下列问题:
(1)为安全起见,该电热水器应使用的插座应选用如图所示的哪一种?
(2)该电热水器正常工作时电热丝的电阻为多大?
(3)将该电热水器加满水加热使水温由20℃升高到60℃,水需要吸收多少热量?
(4)若电热水器正常工作时电热所产生热量的80%被水吸收,则第⑶问中的加热过程需要多少时间?
如图是一种测电阻值大小的“欧姆表”的内部电路图,电源电压为1.5V,定值电阻为R0=15W,A、B是两个测电阻的接线柱。当将A、B直接相接,表示被测电阻值为0,此时电路中的电流计正好达到最大值I。若测某一电阻时,可将A、B分别接在待测电阻的两端,读出电流计的电流值I′,由于电流值与电阻值有一一对应的关系,只要将电流计表盘上的电流值换成对应的电阻值,便成了“欧姆表”的表盘。当接入一电阻值为15W的电阻时,求:
(1)此时的电流值,并在表盘上画出它的大致位置;
(2)试用公式推导分析该表盘电阻值由小到大的方向;
如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片向右移动,电磁铁磁性将(选填“增强”或“减弱”),在图中标出电磁铁的N、S极。
小明设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方,当温度正常时,继电器的衔铁与触点A接触,指示灯亮;当温度超过某一值时,继电器的衔铁与触点B接触,警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图象。
(1)请用线代替导线,将图甲中不完整的电路连接起来。
(2)由图乙可知,热敏电阻R的阻值与环境温度的关系是将。
(3)图甲中U1 ="3" V,电磁铁的电阻忽略不计,当通过热敏电阻R的电流达0.1安时,继电器的衔铁与触点B接触,警铃响,求此时环境温度为多少℃?
生活中大多数电热器都有多个档位,学习了电功率知识后,小锐同学利用电压为6V的电源,两个阻值不同的定值电阻,设计了如图所示的电路来探究电热器多档位的问题。已知R1=10Ω,R2=30Ω,请计算:
(1)S1、S2断开,S3闭合时,电路中的电流是多少?
(2) S1断开,S2、S3闭合时,通电5min电路消耗的电能是多少?
(3)该电路的最大功率和最小功率之比是多少?