Question

【题目】科技小组的同学们没计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温：控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分．其中，R′为阻值可以调节的可变电阻．R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆．

（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？

（2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放．当调节R′=350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”．如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为多大？

（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”，与获得最高温度为100℃的“恒温”，相比较，哪一个的温度波动范围更小？为什么？

Answer 1

【答案】（1）如图甲所示状态，加热器处于加热状态；

（2）应将R′的限值调为50欧姆；

（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”的温度波动范围更小，因为在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化显著

【解析】

试题分析：（1）分析图示电路，根据电路结构分析答题．

（2）由图示图示求出热敏电阻阻值，然后由欧姆定律求出电源电压，再由欧姆定律求出滑动变阻器的阻值．

（3）根据图乙所示图象分析答题．

解：（1）由图甲所示电路可知，工作电路是通路，加热器处于加热状态．

（2）由图乙所示图象可知，温度为100摄氏度时，热敏电阻阻值为500欧姆，

由I=可知，电源电压：U=I1（R0+R+R′）=0.04A×（50Ω+500Ω+350Ω）=36V，

由图乙所示图象可知，当温度为50摄氏度时，热敏电阻阻值为900欧姆，

此时，滑动变阻器阻值：R′=﹣R0﹣R=﹣50Ω﹣900Ω=50Ω；

（3）由图乙所示图象可知，在50℃附近，热敏电阻的阻值随温度变化其变化量较大，热敏电阻阻值变化显著，更容易控制加热器的通断，因此获得最低温度为50℃的“恒温”，其温度波动范围更小．

答：（1）如图甲所示状态，加热器处于加热状态；

（2）应将R′的限值调为50欧姆；

（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”的温度波动范围更小，因为在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化显著．