如图1所示为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，

Question

如图1所示为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R₁为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2 所示，R₀为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A 时衔铁被吸下；工作电路：R₂为电热器，上面标有“220V  1000W”的字样，L₁、L₂为红绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮．

（1）按要求连接好工作电路；
（2）为了使水箱内温度保持在40℃（水温低于40℃时电热器工作，高于40℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？
（3）水箱内装有质量为6kg20℃的冷水，电热器正常工作10min 后自动停止加热，求电热器的加热效率；
（4）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出两种办法？

Answer 1

（1）由题意可知，当动触点与上方静触点接触时，电路为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点接触时，电路为R₂与红灯的并联电路；衔铁应接在火线上，零线直接接在用电器的另一端，如下图所示：

（2）根据图2可知，当温度为40℃时，热敏电阻R₁的阻值为28Ω；
当线圈中电流为0.2A时，由欧姆定律可得控制电路的总电阻：
R=(U)/(I)=(12V)/(0.2A)=60Ω；
因为R₁与R₀串联，
所以滑动变阻器接入电路的阻值：R₀=R-R₁=60Ω-28Ω=32Ω；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×6kg×（40℃-20℃）=5.04×10⁵J；
由P=(W)/(t)可得，电热器正常工作10min消耗的电能：
W=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J；
则电热器的加热效率：
η=(Q吸)/(W)×100%=(5.04×105J)/(6×105J)×100%=84%；           
（4）由图2可知，要使恒温水箱内设定的温度降低一些，就要减小热敏电阻R₁的阻值；但为了使衔铁吸合时线圈中的电流仍为0.2A，根据欧姆定律I=(U)/(R0+R1)可知，应增大滑动变阻器R₀接入电路的阻值或减小电源电压．
所以，方案一：将滑动变阻器R₀接入电路的阻值调大一些； 方案二：换电源，降低电源电压．
答：（1）如上图所示；
（2）滑动变阻器接入电路阻值应为32Ω；
（3）电热器的加热效率为84%；
（4）方案一：将滑动变阻器R₀接入电路的阻值调大一些；方案二：换电源，降低电源电压．