Question

11．圖甲所示是我市某家用電輔熱式平板太陽能熱水器，其電加熱的額定功率為1500W，圖乙是其儲水箱水位探測電路原理圖，其中電源電壓為24V，A為水位指示表（由量程為0-0.6A電流表改成），R₀阻值為10Ω，R₁為壓敏電阻，其阻值與儲水箱水深的關(guān)系如圖丙所示．
（1）熱水器正常加熱時，電熱絲電阻多大？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（2）陰雨天，將儲水箱中50kg、30℃的水加熱到50℃，正常通電要多長時間？[設(shè)電熱全部被水箱中的水吸收且水無熱損失，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）當(dāng)水位指示表指示儲水箱深為0.2m時，探測電路中的電流多大？

Answer 1

分析 （1）利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出電阻；
（2）先利用水的吸熱公式求出水吸收的熱量，再利用P=$\frac{W}{t}$求出加熱時間；
（3）當(dāng)水位指示表指示儲水箱深為0.2m，根據(jù)此時壓敏電阻和定值電阻的阻值，求出總阻值，由歐姆定律可求此時的電流．

解答 解：（1）因?yàn)殡娂訜釙r，P=1500W，U=220V，
所以由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{1500W}$≈32.3Ω；
（2）水吸收的熱量為：Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-30℃）=4.2×10⁶J，
又因?yàn)閃=Q=Pt
所以t=$\frac{W}{P}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{1500W}$=2800s；
（3）由丙圖可知，h=0.2m時，R_x=150Ω，
則探測電路中的電流為I=$\frac{U}{{R}_{x}+{R}_{0}}$=$\frac{24V}{150Ω+10Ω}$=0.15A．
答：（1）熱水器正常加熱時，電熱絲電阻32.3Ω；
（2）正常通電要2800s；
（3）探測電路中的電流0.15A．

點(diǎn)評 本題綜合考查了電路中的相關(guān)知識，對學(xué)生的審題能力、圖象分析和計(jì)算能力等要求較高，難度較大．