Question

14．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，该恒温箱处于加热（“保温”“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′的阻值调为多大？
（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，关于温度波动范围下列说法正确的是C
A.50℃的“恒温”温度波动范围大，因为50℃附近热敏电阻的阻值随温度变化大
B.100℃的“恒温”温度波动范围大，因为100℃附近热敏电阻的阻值随温度变化大
C.50℃的“恒温”温度波动范围小，因为50℃附近热敏电阻的阻值随温度变化大
D.100℃的“恒温”温度波动范围小，因为100℃附近热敏电阻的阻值随温度变化大．

Answer 1

分析 （1）根据图示电路，分析加热器中是否有电流经过，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．

解答 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，最高温度为100℃时，热敏电阻阻值为500Ω，且热敏电阻、R'和继电器线圈电阻串联，此时控制电路的电流为0.04A，
由欧姆定律可得电源电压：U=I₁（R_线圈+R+R′）=0.04A×（50Ω+500Ω+350Ω）=36V，
由图乙所示图象可知，当最低温度为50℃时，热敏电阻阻值为900欧姆，此时控制电路的电流为0.036A，
由串联电路的电阻特点可得，此时变阻器的阻值：
R′=$\frac{U}{I'}$-R_线圈-R=$\frac{36V}{0.036A}$--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．故选C．
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）C．

点评 本题考查了判断电路的工作状态、求电阻阻值等问题，分析清楚电路结构、由图示图象求出温度对应的电阻阻值是正确解题的前提与关键，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．