南京市服装公司-南京服装铭牌定做

（2014?南京一模）图甲为小颖同学设计的电热水器原理图（其铭牌如下表），其中低压控制电路中的电磁铁线

解答：已知：R1=33Ω? R2=66Ω? R3=154Ω? U2=220V? m=50kg? c=4.2×103J/（kg?℃）△t=45℃-25℃=20℃t=40min=2400s? I最大=15mA=0.015A? U1=6V

求：（1）R总=？

（2）①Q=？②η=？

（3）R0最小=？

解：

（1）由图知：当衔铁位于图甲所示位置时，高压工作电路中R2、R3串联，所以总电阻为R总=R2+R3=66Ω+154Ω=220Ω；

此时电路消耗的功率为P串=

已知加热功率为2200W，所以当衔铁位于图甲所示位置时，属于保温状态；

（2）①水吸收的热量为Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×20℃=4.2×106J．

②∵P=

∴热水器消耗的电能为W=Pt=2200W×2400s=5.28×106J．

电热水器的热效率为η=

（3）为使控制电路正常工作，当R达到最小值R最小=200Ω时，控制电路中的电流不超过最大值I0=15mA，此时R0取最小值．

∵I=

∴R控=

所以R0的最小阻值为R控-R最小=400Ω-200Ω=200Ω．

答：（1）220；保温；

（2）①水吸收的热量为4.2×106J；

②电热水器的热效率为79.5%；

（3）为使低压控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为200Ω．