题目内容
【题目】如甲图所示的电加热恒温箱,由控制电路和加热电路两部分构成,其中控制电路由U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成.加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝串联而成.恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1 . 乙图是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图象.当控制电路中的电流达到0.02A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.02A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作,根据以上信息回答下列问题:
(1)加热电路正常工作1min,电热丝R0产生的电热是多少?
(2)通过调节控制电路中滑动变阻器R2的电阻,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度.若恒温箱设定的温度为100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值为多大?
(3)若将滑动变阻器的阻值调大,恒温箱设定的温度会升高还是降低?
【答案】
(1)解:加热电路正常工作1min,电热丝R0产生的电热:
Q=W= ×60s=6×104J;
答:加热电路正常工作1min,电热丝R0产生的电热是6×104J;
(2)解:恒温箱设定的温度为100℃时,电路中的电流I=0.02A,
由I= 可得,电路中的总电阻:
R= =300Ω,
由图乙可知,温度为100℃时,R1的阻值为220Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路的阻值:
R2=R﹣R1=300Ω﹣220Ω=80Ω;
答:若恒温箱设定的温度为100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值为80Ω;
(3)解:温度达到设定温度时,控制电路的电压和电流不变,电路中的总电阻不变,当滑动变阻器的阻值调大时,R1的阻值减小,由图乙可知,恒温箱设定的温度升高.
答:若将滑动变阻器的阻值调大,恒温箱设定的温度会升高.
【解析】(1)加热电路是纯电阻电路,利用公式计算电热丝R0产生的电热;
(2)根据加热电路中的最小电流,利用欧姆定律的变形公式求出电路中的总电阻,从图乙中查出,温度为100℃时,R1的阻值,根据串联电路的电阻特点,求出滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)根据串联电路的电阻特点及控制电路的电压和电流特点,得出电阻R1的阻值变化情况,进而分析得出结论 .