Question

（2012?瀘州）如甲圖所示的電加熱恒溫箱，由控制電路和加熱電路兩部分構(gòu)成，其中控制電路由U₁=6V的電源、電磁繼電器（線圈電阻忽略不計(jì)）、熱敏電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)而成．加熱電路由U₂=220V的電源和R₀=48.4Ω的電熱絲串聯(lián)而成．恒溫箱內(nèi)包含了圖中虛線框內(nèi)的電熱絲R₀和熱敏電阻R₁．乙圖是熱敏電阻R₁的阻值隨溫度變化的圖象．當(dāng)控制電路中的電流達(dá)到0.05A時(shí)，銜鐵被吸下來(lái)，觸點(diǎn)處斷開，加熱電路停止工作，當(dāng)控制電路中的電流小于0.05A時(shí)，銜鐵被彈回，觸點(diǎn)處接通，加熱電路正常工作，根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）當(dāng)恒溫箱中溫度保持在60℃時(shí)，在乙圖中讀出對(duì)應(yīng)的熱敏電阻的阻值為多大？
（2）加熱電路正常工作1min，電熱絲R₀產(chǎn)生的電熱是多少？
（3）通過(guò)調(diào)節(jié)控制電路中滑動(dòng)變阻器R₂接入電路的電阻，就能調(diào)節(jié)恒溫箱中需要設(shè)定的不同溫度．如果滑動(dòng)變阻器R₂的最大電阻為90Ω，該恒溫箱能夠設(shè)定的溫度范圍是多少？

Answer 1

分析：（1）從乙圖直接讀出恒溫箱中溫度保持在60℃時(shí)熱敏電阻的阻值；
（2）已知加熱電路的電壓和電阻，根據(jù)Q=W=

U2

R

t求出1min電熱絲R₀產(chǎn)生的電熱；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)接合滑動(dòng)變阻器的阻值求出熱敏電阻的阻值范圍，再由圖乙得出對(duì)應(yīng)的溫度范圍．

解答：解：（1）當(dāng)恒溫箱中溫度保持在60℃時(shí)，由乙圖可知對(duì)應(yīng)熱敏電阻的阻值為70Ω；
（2）加熱電路正常工作1min，電熱絲R₀產(chǎn)生的電熱：
Q=W=

U2

R0

t=

(220V)2

48.4Ω

×60s=6×10⁴J；
（3）由題意可知，當(dāng)I=0.05A時(shí)，
電路中的電阻R=

U′

I

=

6V

0.05A

=120Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，
熱敏電阻的阻值R₁=120Ω，由乙圖可知此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為30℃，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為90Ω時(shí)，
熱敏電阻的阻值R₁=R-R₂=120Ω-90Ω=30Ω，由乙圖可知此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為130℃，
故該恒溫箱能夠設(shè)定的溫度范圍30℃～130℃．
答：（1）當(dāng)恒溫箱中溫度保持在60℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的熱敏電阻的阻值為70Ω；
（2）加熱電路正常工作1min，電熱絲R₀產(chǎn)生的電熱是6×10⁴J；
（3）如果滑動(dòng)變阻器R₂的最大電阻為90Ω，該恒溫箱能夠設(shè)定的溫度范圍是30℃～130℃．

點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，既需要從電磁鐵的性質(zhì)上進(jìn)行分析，還要對(duì)電磁繼電器的原理進(jìn)行分析．能從圖乙得出相關(guān)信息、結(jié)合串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求解是本題的關(guān)鍵．