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图（甲）所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路．左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关J，只要有水浸没J，它就会导通．RX是一个热敏电阻，低温时呈现
网友投稿 2022-12-13 00:00:00 互联网
◎ 题目
图（甲）所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路．左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关J，只要有水浸没J，它就会导通．R
X
是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，达到高温时（如水的沸点）呈现低电阻．R
Y
是一个可变电阻，低温时R
X
＞＞R
Y
，高温（水的沸点）时R
X
＜＜R
Y
．中间虚线框内是一个逻辑门，A、B是逻辑门的输入端，Z是输出端．当A、B输入都为高电势时，Z才输出高电势．右边阴影框K内是一个继电器，当Z输出高电势时电磁线圈中有电流，S被吸动闭合，发热器工作．
（1）根据题意，填空：中间虚线框内是一个______逻辑门，该逻辑门的输入端A实现对______条件的控制、输入端B实现对______条件的控制．
（2）该加热电路中，电源的电动势为220V，内电阻为3.2Ω，电热器是一根额定电流为5A、总阻值为200Ω的均匀电阻丝制成的圆环形滑动变阻器，如图（乙）所示．求该电路安全工作时，电源的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少？
◎ 答案
（1）当A、B输入都为高电势时，Z才输出高电势，故中间虚线框内应是“与”逻辑门．
R
x
是测量水温的与A相连，J是用来控制水位的与B相连，根据工作原理可知该逻辑门的输入端A实现对“水温是否较低”条件的控制、输入端B实现对“水位是否高于J位置”条件的控制．
故答案为：与；水温是否较低；水位是否高于J位置．
（2）①电源的效率 η=
IU
IE
=
U
E
=
R
R+r
=
1
1+
r
R
可见当电阻丝并联电阻R′最大时，电源可能达到的效率最高
由于
R′=
R
1
(R-
R
1
)
R
，当R
1
=（R-R
1
） 时，并联电阻达最大值
R′
max
=
1
2
×
200
2
Ω=50Ω
所以 η
max
=
R
′
max
(R
′
max
+r)
=
50
(50+3.2)
×100%=94%
②设电阻丝的一个支路电阻R
1
为允许的最小值 R
1min
时，其电流恰达到额定电流
I
0
=5A，这时并联电阻丝达到允许的最大功率
由闭合电路欧姆定律，得
I
0
R
1min
+(
I
0
+
I
0
R
1min
R-
R
1min
)r=E
代入数据并整理，得 R
2
1min
-244 R
1min
+8160=0
即 （R
1min
-40）（R
1min
-204）=0
解得 R
1min
=40Ω （另一解大于200Ω，不合题意，舍去）
这时并联电阻 R″=
R
1min
×(R-
R
1min
)
R
=
40×(200-40)
200
Ω=32Ω
所以电源可能的最大输出功率为
P
max
=
E
2
(R″+r
)
2
R″
=
22
0
2
(32+3.2
)
2
×32 W=1250W
答：①电源的可能最高效率为94%，②可能最大输出功率分别是1250W．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“图（甲）所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路．左边是一个对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关J，只要有水浸没J，它就会导通．RX是一个热敏电阻，低温时呈现…”主要考查了你对 【电功】，【电功率】，【闭合电路欧姆定律】，【传感器及其工作原理】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/422305.html
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