压轴题09 电和磁
1．小明家的饮水机具有自动加水和加热两种功能，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热。如图所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图所示．电磁铁线圈电阻可忽略不计，“饮水机”共安装有2根加热电热丝和一根保温电热丝，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作。当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合．电磁继电器的电源两端电压U=6V，饮水机的参数如表所示已知水的比热容c水=4.2×103 J/（kg· ℃），水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，电热水机的铭牌数据如表.
（1）电磁继电器的接线柱________（M/N）应与家庭电路的火线相连。
（2）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2 L水提升0.5 m消耗的电能_____.
（3）加热电路中2根“220V 600W”电热丝的合理连接方式是___________（并联/串联）
（4）为了实现温度控制，饮水机加热电热丝（图中未画出）应该选择接在以下的____。
A．AD端 B．BC端 C．AB端 D．CD端
（5）假设饮水机内水温达到90℃时，温控电路就将电路切换到保温状态，此时滑动变阻器的阻值为__________Ω。
（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调小，则该饮水机的保温范围将比原来____（大/小）.
【答案】M10J并联C70小
【解析】
【详解】
（1）由于开关控制火线，而电磁继电器衔铁相当于开关，所以，电磁继电器的接线柱M应与家庭电路的火线相连；
（2）由
知道，1.2L水的质量是：m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×1.2×10-3m3 =1.2kg，
如果自吸泵抽水效率为60%，则η=
，
所以，自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能是：
=10J；
（3）根据题意知道，当继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作；当继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合，所以，加热电路与保温电路是并联关系，而安装的2根加热电热丝工作时为了互不影响，也应是并联关系。
（4）当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，由图1知道CD端接保温电热丝；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合，由图1知道AB端应接2根“220V 600W”的电热丝（表示其额定电压为220V），又由表中数据知道，加热功率为1200W，故每根电热丝正常工作的功率为600W；
（5）由图2知道，当饮水机内水温达到90℃时，热敏电阻R1 =50Ω，由于当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，由电阻的串联和欧姆定律知道，此时电路的电流是：
=0.05A，解得此时滑动变阻器的阻值是：R滑 =70Ω；
（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调小，由于加热和保温切换时的电流大小均不变，由欧姆定律知道，总阻值R不变，由串联电路的电阻规律知道，R=R2 +R1，所以，当R2增小时，加热和保温切换时的R1均增大，但两状态之间R1的变化量相等，由图2知道保温范围变小了。
