题目内容

【题目】如图所示,是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图.它包括了工作电路和控制电路两部分,用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温.其中,R′为滑动变阻器,R为可变电阻,电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω,加热器的电阻R1=484Ω.当控制电路的电流I≥0.04A时,电磁继电器的衔铁被吸引;当控制电路的电流I≤0.036A时,电磁继电器的衔铁被弹簧拉起,则:
(1)当该恒温箱处于加热状态时,工作电路的功率为多少?
(2)如果当滑动变阻器的电阻R′=300Ω时,可变电阻R=180Ω时,衔铁恰好被拉起,控制电路的电源电压是多少?那么,当衔铁恰好被吸引时,滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少?

【答案】
(1)解:当该恒温箱处于加热状态时,工作电路的功率为:

P= = =100W


(2)解:当控制电路的电流I=0.036A时,衔铁恰好被拉起,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,由I= 可得,控制电路的电源电压:

U=I(R线+R′+R)=0.036A×(20Ω+300Ω+180Ω)=18V;

当控制电路的电流I=0.04A时,衔铁恰好被吸引,

此时电路中的总电阻:

R= = =450Ω,

滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值:

R=R﹣R线=450Ω﹣20Ω=430Ω


【解析】(1)知道恒温箱的加热电压和加热器的电阻,根据P= 求出工作电路的功率;(2)当控制电路的电流为0.036A时衔铁恰好被拉起,根据电阻的串联和欧姆定律求出控制电路的电源电压;当控制电路的电流为0.04A时,衔铁恰好被吸引,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值.
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式,需要了解欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案.

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