题目内容

【题目】在实际应用中有多种自动控温装置,以下是其中两种控温装置:

(1)图(a)为某自动恒温箱原理图,箱内的电阻R1= 2 kΩ,R2 = 1.5 kΩ,R3 = 4 kΩ,Rt为热敏电阻,其电阻随温度变化的图像如图(b)所示。当ab两点电势φa<φb时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当φaφb时,电压鉴别器会使S断开,停止加热,则恒温箱内的稳定温度为____℃,恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_____

(2)有一种由PTC元件做成的加热器,它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图(c)所示。该加热器向周围散热的功率为PQ = k(t-t0),其中t为加热器的温度,t0为室温(本题中取20),k=0.1W/

①当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定,则该加热器工作的稳定温度为________

②(单选)某次工作中,该加热器从室温升高至稳定温度的过程中,下列温度变化过程用时最短的是(填选项前的字母序号)

A.20~24

B.32~36

C.48~52

D.60~64

【答案】 25 68~72均可 B

【解析】(1)由电路图可知,当满足时,即Rt=3kΩφa=φb ,此时由图可知温度为25℃,即恒温箱内的稳定温度为25℃;恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为Rt>3kΩ;

(2)PQ=0.1(t-t0),PQ与温度t之间关系的图象如图


由图可知,当温度为70℃左右时,发热功率和散热功率相等,即此时物体的温度不再变化;
②当温度稍高于稳定温度时:加热器电阻增大,产生的焦耳热的功率小于散热的功率,温度将下降当温度稍低于稳定温度时:加热器电阻减小,产生的焦耳热的功率大于散热的功率,温度将上升。故选B.

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