题目内容

6.有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成,图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0=44Ω的电热丝组成.通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来.求:

(1)请用笔画线代替导线,按照题意将图中的工作电路连接完整;
(2)电热丝R0正常工作100s产生的热量为1.1×105 J;
(3)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时,可使恒温箱的温度保持为50℃;
(4)如果要使恒温箱内保持的温度升高,合理的操作方法是R2的阻值必须调大.

分析 (1)分析题意可知,工作电路电源与电阻R0通过上面两个触点组成电路;
(2)已知电压、电阻和工作时间,利用Q=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{R}_{0}}$计算产生的热量;
(3)因电阻R2与电阻R1串联,故电流相等,已知总电压和总电流,根据R=$\frac{U}{I}$可得总电阻.减去R2的阻值剩下的就是R1此时的阻值;
(4)从图乙可知,要提高恒温箱的设定温度,就要减小热敏电阻的阻值;但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA,根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值,即R2的阻值必须调大.

解答 解:(1)如图所示

(2)产生的热量:Q=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{R}_{0}}$t=$\frac{(220V)^{2}}{44Ω}$×100s=1.1×105J;
(3)当电磁继电器线圈的电流达到60mA时,设此时热敏电阻的阻值为R01,
则R01=$\frac{{U}_{1}}{I}$-R2=$\frac{9V}{0.06A}$-50Ω=100Ω;
由图可知,热敏电阻为100Ω时对应的温度为50℃,
即恒温箱的温度将稳定在50℃.
(4)从图乙可知,要提高恒温箱的设定温度,就要减小热敏电阻的阻值;但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA,根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值,即R2的阻值必须调大.
故答案为:(1)如上图所示;(2)1.1×105;(3)50;(4)R2的阻值必须调大.

点评 本题题干大、看起来复杂,属于“纸老虎”型题目,分析时从题目要求入手,需要什么条件再从题干中寻找,一般都很容易.

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