Question

【題目】如圖甲所示，是一種電加熱恒溫箱的簡化工作原理電路圖。工作電路由電壓U0=220V的電源和阻值為R0=88Ω的電熱絲組成。控制電路是由電壓U1=7.5V的電源、開關(guān)、電磁繼電器（線圈電阻不計）、電阻箱R1（可取值范圍為0-120Ω）和熱敏電阻Rt組成的，熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。當控制電路的電流達到50mA時，銜鐵才吸合，從而切斷右邊工作電路，停止加熱。

（1）由乙圖可知熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而_____（選填“增大”“不變”或“減小”）。

（2）求工作電路中電熱絲R0工作時的電流和工作5min產(chǎn)生的熱量。________

（3）如果恒溫箱的溫度設(shè)定為60℃，則電阻箱R1應取多大阻值。________

（4）該恒溫箱可設(shè)定的最高溫度是多少攝氏度。________

Answer 1

【答案】減小 1.65×105J 70Ω 150℃

【解析】

(1)由乙圖可知，當溫度升高時，熱敏電阻Rt的阻值減小，即熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而減小。

(2)工作電路中電熱絲R0工作時的電流

工作時間

t= 5min = 300s

電熱絲R0產(chǎn)生的熱量

(3)由圖象可知，當恒溫箱的溫度設(shè)定為60 °C時，熱敏電阻Rt的阻值Rt=80Ω，此時控制電路的電流

I = 50mA = 0.05A

銜鐵吸合，從而切斷右邊工作電路，停止加熱，由可得控制電路總電阻

根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點可知，電阻箱R應取的阻值

R=R總-Rt=150Ω-80Ω=70Ω

(4)由圖乙可知，當恒溫箱可設(shè)定的溫度最高時，熱敏電阻Rt的阻值最小，由于控制電路的電源電壓和銜鐵的吸合電流不變，根據(jù)可知，電路總電阻不變，阻值應最大，即

R1 = 1200

由第(3)問可知，控制電路總電阻

R總=150N

根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點可知，熱敏電阻Rt的阻值

Rt=R總-R1=150Ω-120Ω=30Ω

由圖乙可知，當熱敏電阻R1的阻值為30Ω，恒溫箱可設(shè)定的最高溫度是150℃。

答：(1)由乙圖可知熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而減小。

(2)工作電路中電熱絲R0工作時的電流和工作5min產(chǎn)生的熱量為1.65×105J。

(3)恒溫箱的溫度設(shè)定為60℃，則電阻箱R1阻值為70Ω。

(4)恒溫箱可設(shè)定的最高溫度是150℃。