Question

【題目】某興趣小組設(shè)計(jì)了一種智能化的電熱水器，如圖所示，它主要由工作電路和控制電路兩部分組成，工作電路可以在保溫和加熱兩檔之間切換，當(dāng)磁控開(kāi)關(guān)L線圈中的電流等于或大于20mA時(shí)，磁控開(kāi)關(guān)L的簧片吸合（簧片與線圈電阻不計(jì)），當(dāng)線圈中的電流小于20mA時(shí)簧片斷開(kāi)，光敏電阻R隨光照強(qiáng)度E（表示光照射強(qiáng)弱的物理量，單位是坎德拉，符合cd）變化的關(guān)系如下表所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)：

（1）若控制電路中R0=82Ω，U2=2V，當(dāng)光強(qiáng)E達(dá)到多少時(shí)，控開(kāi)關(guān)的簧片恰好吸合___？

（2）當(dāng)線圈中的電流等于20mA時(shí)，工作電路處于何種檔位___？將質(zhì)量為2kg的水由50℃加熱至100℃需吸收多少熱量___？

（3）若工作電路在加熱和保溫兩種狀態(tài)時(shí)R1的功率之比為25：9，求R1與R2的比值__．

Answer 1

【答案】 1cd 加熱 4.2×105J 3：2

【解析】(1)因當(dāng)磁控開(kāi)關(guān)L線圈中的電流等于或大于20mA時(shí),磁控開(kāi)關(guān)L的簧片吸合(簧片與線圈電阻不計(jì)),根據(jù)歐姆定律I，電路的總電阻：R串聯(lián)100Ω，因R0＝82Ω，由電阻的串聯(lián)，光敏電阻：R＝R串聯(lián)R0＝100Ω82Ω＝18Ω，由表中數(shù)據(jù)可知，此時(shí)光強(qiáng)E達(dá)到1cd；(2)由題意,當(dāng)線圈中的電流等于20mA時(shí),磁控開(kāi)關(guān)L的簧片吸合,因不計(jì)簧片與線圈電阻,R2短路,電路只有R1；當(dāng)磁控開(kāi)關(guān)L的簧片斷開(kāi)時(shí),R2與R1串聯(lián)，由串聯(lián)的電阻規(guī)律此時(shí)電路的總電阻變大，根據(jù)P＝UI，因電源電壓不變，故此時(shí)工作電路的功率較大，處于加熱檔位；將質(zhì)量為2kg的水由50℃加熱至100℃需吸收的熱量：Q＝cm△t＝4.2×103J(/kgC)×2kg×(100C50C)＝4.2×105J， (3)由(2)知,電路只有R1時(shí)為加熱狀態(tài)，兩電阻串聯(lián)時(shí)為保溫狀態(tài)，根據(jù)：P＝UI, 對(duì)R1而言，兩種狀態(tài)下的功率與電壓的平方成正比，即：P1加:P1保＝U21加:U21保，即： , ① 在保溫電路中，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律有：U1保U 2保＝U-----②，將②代入①有： 整理有： ，在保溫電路中，根據(jù)分壓原理： 即：