20.小刘参加了物理实验兴趣小组,结合对家中电热水器的认识,设计了一款智能控温的恒温水箱,该水箱的电路结构如图所示,U
1=6V,U
2=220V,R
1为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如下表所示,R为滑动变阻器,最大阻值为100Ω,R
2为加热电阻,上面标有“220V 1100W”字样,R
3为保温电阻。红灯和黄灯均为指示灯,额定电压均为220V,R
1、R
2、R
3均置于水箱中,线圈电阻不计。该水箱操作原理如下:S
1、S
2闭合。当线圈中电流小于0.05A时,红灯亮,加热电阻R
2工作,水温上升。当线圈中电流大于或等于0.05A时,衔铁被吸下。黄灯亮,保温电阻R
3工作,水温不升不降。已知c
水=4.2×10
3J/(kg•℃)。求:
(1)当加热电阻R
2正常工作时,通过R
2的电流;
(2)电能的90%转化为水的内能,加热电阻R
2正常工作多长时间,能将水箱内质量为5.5kg、温度为20℃的水,加热至50℃;
(3)为了使水箱温度保持在50℃,滑动变阻器接入电路的阻值。
t/℃ | 10 | 30 | 50 | 70 | 90 |
R1/Ω | 120 | 60 | 40 | 28 | 20 |