题目内容
【题目】如图甲所示,是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0 220V的电源和阻值为R0 88的电热丝组成。控制电路是由电压U1 8V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R1(可取值范围为0140)和热敏电阻Rt组成的,热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时,衔铁才吸合,从而切断右边工作电路,停止加热。
(1)由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而____(选填增大、不变、减小);
(2)求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作6分钟产生的热量__________;
(3)如果恒温箱的温度设定为70℃,则电阻箱R的阻值应取_____________;
(4)该恒温箱可设定的最高温度是____________。
【答案】减小 2.5A ,1.98×105J 90Ω 170℃
【解析】
(1)[1]由乙图可知,当温度升高时,热敏电阻Rt的阻值减小,即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。
(2)[2]工作电路中电热丝R0工作时的电流
I0==2.5A
电热丝R0产生的热量
Q=I2Rt=(2.5A)2×88Ω×6×60s=1.98×105J
(3)[3]由图象可知,当恒温箱的温度设定为70℃时,热敏电阻Rt的阻值是70Ω,此时控制电路的电流
I=50mA=0.05A
时,衔铁才吸合,从而切断右边工作电路,停止加热,控制电路总电阻
R总==160Ω
根据串联电路电阻的特点可知,电阻箱R应取的阻值
R=R总-Rt=160Ω-70Ω=90Ω
(4)[4]由图乙可知,当恒温箱可设定的温度最高时,热敏电阻Rt的阻值最小,由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变,根据R=可知,电路总电阻不变,要使热敏电阻Rt的阻值最小,电阻箱R1接入的阻值应最大,即
R1=140Ω
由第(3)问可知,控制电路总电阻
R总=160Ω
根据串联电路电阻的特点可知,热敏电阻Rt的阻值
Rt=R总-R1=160Ω-140Ω=20Ω
由图乙可知,当热敏电阻Rt的阻值为20Ω,恒温箱可设定的最高温度是170℃。