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小明为家电热水器设计了一个自动控制装置,如图所示,R1是一个热敏电阻,(置于热水器内)其阻值随温度的变化关系如表所示,表二是这个电热水器的铭牌,已知继电器线圈电阻R0为12Ω
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小明为家电热水器设计了一个自动控制装置,如图所示,R1是一个热敏电阻,(置于热水器内)其阻值随温度的变化关系如表所示,表二是这个电热水器的铭牌,已知继电器线圈电阻R0为12Ω,左边控制电路电源的电压U0为6V不变.当继电器线圈R0中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器电路断开. 表一
表二
(1)电磁继电器中的铁芯应用___(选择软铁棒或铜棒)制成,电磁铁上端的为___极.
(2)若到达设定的最高温度时,线圈R0中的电流为0.3A,衔铁被吸下,电热水管中电路被断开,则设定的最高温度是多少℃?
(3)当水温降到一定温度时,热水器会重新启动加热到上述最高温度时停止,在热水器中装满水且没有水放出的情况下,热水器重新启动加热一次的时间为15min,若热水器的效率为84%,则重新加热前的水温t0是多少?
温度t/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
电阻R1 | 60 | 42 | 30 | 20 | 15 | 10 | 8 | 6 |
容量 | 60L | 额定电压 | 220V |
额定电压 | 0.75MPa | 额定功率 | 2000V |
(2)若到达设定的最高温度时,线圈R0中的电流为0.3A,衔铁被吸下,电热水管中电路被断开,则设定的最高温度是多少℃?
(3)当水温降到一定温度时,热水器会重新启动加热到上述最高温度时停止,在热水器中装满水且没有水放出的情况下,热水器重新启动加热一次的时间为15min,若热水器的效率为84%,则重新加热前的水温t0是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)电磁继电器中的铁芯应为磁性材料,故铁芯时由软铁棒制成的;
弯曲的四指指向电流的方向,大拇所指的方向为电磁铁的N极,因此电磁铁上端的为S极;
(2)由I=
可知,R=
=
=20Ω,
R1=R-R0=20Ω-12Ω=8Ω;
根据表一可知,此时对应的温度为70℃,因此设定的最高温度为70℃;
(3)根据表二中的数据可知,电热水器的额定功率为2000W,则热水器工作15min消耗的电能:W=Pt=2000W×15×60s=1.8×106J;
由η=
可得,Q吸=ηW=84%×1.8×106J=1.512×106J;
由ρ=
可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×60×10-3m3=60kg;
由Q吸=cm△t可得,△t=
=
=6℃;
故重新加热前的水温:t0=70℃-6℃=64℃.
答:(1)软铁棒;S;
(2)设定的最高温度是70℃;
(3)重新加热前的水温是64℃.
弯曲的四指指向电流的方向,大拇所指的方向为电磁铁的N极,因此电磁铁上端的为S极;
(2)由I=
U |
R |
U0 |
I |
6V |
0.3A |
R1=R-R0=20Ω-12Ω=8Ω;
根据表一可知,此时对应的温度为70℃,因此设定的最高温度为70℃;
(3)根据表二中的数据可知,电热水器的额定功率为2000W,则热水器工作15min消耗的电能:W=Pt=2000W×15×60s=1.8×106J;
由η=
Q吸 |
W |
由ρ=
m |
V |
由Q吸=cm△t可得,△t=
Q吸 |
cm |
1.512×106J |
4.2×103J/(kg•℃)×60kg |
故重新加热前的水温:t0=70℃-6℃=64℃.
答:(1)软铁棒;S;
(2)设定的最高温度是70℃;
(3)重新加热前的水温是64℃.
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