Question

热敏电阻是一种用半导体材料制成的电阻，它的阻值随温度的变化会发生明显改变，图甲所示是某热敏电阻的R-t图象．图乙所示为一个用该热敏电阻R和继电器组成的简单恒温箱温控电路．继电器线圈的电阻R为150Ω，电源E₁两端的电压为6V且保持恒定．AB之间接加热电阻丝作为加热器，加热器的工作电压为220V．继电器衔铁未吸合时，加热电阻丝工作，恒温箱的温度将升高．继电器衔铁被吸合后，加热器停止工作．通过调节可变电阻R'的大小，可以设置恒温箱的温度．当R'=100Ω时，刚好可以实现100℃的恒温控制．如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值调节范围应该在    Ω之间．

Answer 1

【答案】分析：根据题意可知，当达到设定温度时，控制电路中继电器衔铁要吸合时，切断加热电路，故无论设定温度的高低，都应调节变阻器使电路中的电流不变，即电路中的总电阻不变，根据图象读出50℃、100℃、150℃时控制电路的总电阻，再根据电阻的串联分别求出变阻器接入电路中的电阻，进一步根据该热敏电阻R随温度的特点得出答案．
解答：解：根据题意可知，当达到设定温度时，控制电路中继电器衔铁要吸合时，切断加热电路，
∵衔铁吸合工作时电流即线圈中的电流一定，且电源的电压不变，
∴根据欧姆定律可知，无论设定温度的高低，电路中的总电阻不变，
由图甲可知，100℃的恒温控制时R=50Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的总电阻R_总=R+R+R′=150Ω+50Ω+100Ω=300Ω；
当恒温箱设置50℃时，由图甲可知R=90Ω，
变阻器接入电路中的电阻R′=R_总-R-R=300Ω-150Ω-90Ω=60Ω，
当恒温箱设置150℃时，由图甲可知R=30Ω，
变阻器接入电路中的电阻R′=R_总-R-R=300Ω-150Ω-30Ω=120Ω，
∵图甲中，该热敏电阻R随温度的升高而减小，
∴要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R'的阻值调节范围应该在60～120Ω．
故答案为：60～120．
点评：本题考查了电阻的串联特点和欧姆定律的应用，关键是读懂题意得出无论设定温度的高低、电路中的总电阻不变，对学生分析信息、得出有用信息的能力要求较高．