小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。〖电路简介〗工作电路：S1为电源开关；S2为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R1为可调电阻；R2为电饭堡内的电热丝。控制电路：电磁继电器A和B完全相同，Ra和Rb是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，La就吸引弹性衔铁使Sa断开，当温度降到110℃时，La释放弹性衔铁使Sa闭合。〖快煮模式〗闭合开关S、S1、S2 ，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S2自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。〖保温模式〗开关S2断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。

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1. 小设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。

〖电路简介〗

工作电路：S₁为电源开关；S₂为定时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R₁为可调电阻；R₂为电饭堡内的电热丝。

控制电路：电磁继电器A和B完全相同，R_a和R_b是分别安装在电饭堡内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，L_a就吸引弹性衔铁使S_a断开，当温度降到110℃时，L_a释放弹性衔铁使S_a闭合。

〖快煮模式〗闭合开关S、S₁、S₂ ，电饭煲进入快煮模式直至定时开关S₂自动断开。在快煮过程中温度将维持在110℃～120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化如图丙所示。

〖保温模式〗开关S₂断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60℃~80℃。

(1) 由图丙可知，电饭煲在24分钟快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为分钟。

(2) 若R₁接入电路的阻值为840欧，R₂阻值为40欧，工作电路电源电压为220伏，则电饭煲完成一次快煮，电热R₂消耗的电能为多少焦？

(3) 请结合图甲、乙说明开关S₂断开后，电饭煲实现自动保温的工作原理。

【考点】

欧姆定律及其应用; 电功计算公式的应用;

【答案】

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解答题困难

1. 在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫的电路如图甲所示，R。是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如下表所示。

热敏电阻 R。的阻值与温度的关系
温度/℃	20	25	30	35	39	40	41	42
阻值/Ω	600	480	390	300	240	230	220	210
温度/℃	43	44	45	50	55	60	65
阻值/Ω	200	190	180	150	120	100	85

闭合开关S₁、S₂ ，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05 安时，衔铁L_a和L_b同时被吸引，转为低功率工作模式，当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04 安时，电磁铁无法吸住衔铁 L_a和L_b ， L_a、L_b恢复原位，又转为高功率工作模式，电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。

(1) 分析表中数据可知，当温度升高时，热敏电阻R。的阻值(选填“变大”或“变小”)。

(2) 图甲中，R₁和 R₂的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为焦。

(3) 小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：

①1000 牛压力以下，坐垫的最高温度不超过45 ℃；

②人离开后，坐垫始终低功率工作。

现有三种力敏电阻 R_b、R_c、R_d ，其阻值随压力的变化如图乙所示，写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500 牛压力下坐垫的最高温度值：。 (线圈阻值忽略不计)

解答题困难

2. 小明设计了如图甲所示的多功能电饭煲模拟电路，能实现“煮饭时保持高温快煮，快煮后自动保温”。

【电路简介】工作电路：S₁为电源开关；S₂ 为定.时器开关，其闭合后自动开始计时，计时结束后自动断开，不再闭合；R₁为可调电阻；R₂为电饭煲内的电热丝。

控制电路：电磁继电器 A 和B 完全相同，R_a和R_b是分别安装在电饭煲内的热敏电阻，它们的阻值随温度的变化如图乙所示，当温度达到120℃时，L_a就吸引弹性衔铁使S。断开，当温度降到110℃时，L_a释放弹性衔铁使S。闭合。

【快煮模式】闭合开关S、S₁、S₂ ，电饭煲进入快煮模式直至定时开关 S₂ 自动断开。在快煮过程中温度将维持在110~120℃，工作电路的电热丝在高功率和低功率之间切换，其功率随时间变化的图像如图丙所示。

【保温模式】开关 S₂ 断开后，电饭煲进入保温模式，最后温度维持在60~80℃。

(1) 由图丙可知，电饭煲在24 min快煮过程中，电热丝高功率加热的时间为min。

(2) 若R₁ 接入电路的阻值为 840 Ω，R₂ 阻值为40Ω，工作电路电源电压为 220 V，则电饭煲完成一次快煮，电热丝 R₂ 消耗的电能为焦。

解答题困难

3. 在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲， $\text{[math]}$ 是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。

热敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与温度的关系
温度/ $\text{[math]}$	20	25	30	35	39	40	41	42	43	44	45	50	55	60	65
阻值/欧	600	480	390	300	240	230	220	210	200	190	180	150	120	100	85

闭合开关 $\text{[math]}$ ，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。

(1) 分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻R，的阻值。（选填“变大”或“变小”）

(2) 图甲中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？

(3) 小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：

①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过 $\text{[math]}$ ；

②人离开后，坐垫始终低功率工作。

现有三种力敏电阻 $\text{[math]}$ ，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：。（线圈阻值忽略不计）

解答题困难

垃圾类别	垃圾样品电阻值/Ω
可回收垃圾	＜10
餐厨垃圾	10～30
有害垃圾	30～50
其他垃圾	＞50