(2020·武汉模拟)图1为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图1中电磁继电器(线...

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(2020·武汉模拟)图1为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图1中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6 V的电源U1、导线等组成控制电路。当电磁继电器线圈中的电流I<10 mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁继电器线圈中的电流I≥

10 mA时，电磁继电器的衔铁被吸下，继电器下方触点和触点a、b接通。热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15 mA，其电阻R随温度变化的规律如图2，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中。已知R1=33 Ω、R2=

66 Ω、R3=154 Ω、U2=220 V。

(1)衔铁被吸下时，加热电路的总电阻是多大？

(2)保温状态下，若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%，求10分钟内热水器散失的热量；

(3)为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？

【回答】

(1)22 Ω　(2)1.65×105 J (3)200 Ω　60 ℃

【解析】(1)由电路图知：衔铁被吸下时，电阻R1与R2并联，根据并联电路的特点可知，=+，则总电阻R并=22 Ω。

(2)由电路图知，保温状态下：R2与R3串联，加热10 min电路产生的热量Q=t=1.32×105 J。10分钟内热水器散失的热量Q′==1.65×105 J。

(3)由图2可知，热敏电阻的最小值是R=200 Ω，当R最小，控制电路中的电流不超过最大值时，保护电阻R0阻值最小，由I0=得，保护电阻R0的最小值R0=200 Ω，由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10 mA=0.01 A，此时电路总电阻R总==600 Ω，此时热敏电阻R′=R总-R0=600 Ω-200 Ω=400 Ω，由图2可知，此时水温为60 ℃。