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=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V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0-120Ω)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”或“减小”)。

2)求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。________

3)如果恒温箱的温度设定为60℃,则电阻箱R1应取多大阻值。________

4)该恒温箱可设定的最高温度是多少摄氏度。________

【答案】减小 1.65×105J 70Ω 150℃

【解析】

(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)工作电路中电热丝R0工作时的电流

工作时间

t= 5min = 300s

电热丝R0产生的热量

(3)由图象可知,当恒温箱的温度设定为60 °C时,热敏电阻Rt的阻值Rt=80Ω,此时控制电路的电流

I = 50mA = 0.05A

衔铁吸合,从而切断右边工作电路,停止加热,由可得控制电路总电阻

根据串联电路电阻的特点可知,电阻箱R应取的阻值

R=R-Rt=150Ω-80Ω=70Ω

(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,根据可知,电路总电阻不变,阻值应最大,即

R1 = 1200

由第(3)问可知,控制电路总电阻

R=150N

根据串联电路电阻的特点可知,热敏电阻Rt的阻值

Rt=R-R1=150Ω-120Ω=30Ω

由图乙可知,当热敏电阻R1的阻值为30Ω,恒温箱可设定的最高温度是150℃

答:(1)由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。

(2)工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量为1.65×105J

(3)恒温箱的温度设定为60℃,则电阻箱R1阻值为70Ω

(4)恒温箱可设定的最高温度是150℃

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