Question

（2012?泸州）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串联而成．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0.05A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0.05A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）当恒温箱中温度保持在60℃时，在乙图中读出对应的热敏电阻的阻值为多大？
（2）加热电路正常工作1min，电热丝R₀产生的电热是多少？
（3）通过调节控制电路中滑动变阻器R₂接入电路的电阻，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度．如果滑动变阻器R₂的最大电阻为90Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是多少？

Answer 1

分析：（1）从乙图直接读出恒温箱中温度保持在60℃时热敏电阻的阻值；
（2）已知加热电路的电压和电阻，根据Q=W=

U2

R

t求出1min电热丝R₀产生的电热；
（3）根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联接合滑动变阻器的阻值求出热敏电阻的阻值范围，再由图乙得出对应的温度范围．

解答：解：（1）当恒温箱中温度保持在60℃时，由乙图可知对应热敏电阻的阻值为70Ω；
（2）加热电路正常工作1min，电热丝R₀产生的电热：
Q=W=

U2

R0

t=

(220V)2

48.4Ω

×60s=6×10⁴J；
（3）由题意可知，当I=0.05A时，
电路中的电阻R=

U′

I

=

6V

0.05A

=120Ω，
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，
热敏电阻的阻值R₁=120Ω，由乙图可知此时对应的温度为30℃，
当滑动变阻器接入电路的电阻为90Ω时，
热敏电阻的阻值R₁=R-R₂=120Ω-90Ω=30Ω，由乙图可知此时对应的温度为130℃，
故该恒温箱能够设定的温度范围30℃～130℃．
答：（1）当恒温箱中温度保持在60℃时，对应的热敏电阻的阻值为70Ω；
（2）加热电路正常工作1min，电热丝R₀产生的电热是6×10⁴J；
（3）如果滑动变阻器R₂的最大电阻为90Ω，该恒温箱能够设定的温度范围是30℃～130℃．

点评：本题难度较大，既需要从电磁铁的性质上进行分析，还要对电磁继电器的原理进行分析．能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键．