Question

【題目】如圖電磁繼電器和熱敏電阻R1等組成了恒溫箱控制電路，R1處于恒溫箱內(nèi)。電源電壓U＝6V，繼電器線圈的電阻可不計(jì)。如圖為熱敏電阻的R1﹣t圖象，且已知在50～150℃范圍內(nèi)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是：R1×t＝k（常數(shù)）；電阻R2是可變電阻。當(dāng)線圈中的電流達(dá)到20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合。已知此時(shí)可變電阻R2＝225Ω，恒溫箱保持60℃恒溫。圖中的“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源，它的額定功率是1500W。

（1）60℃時(shí)，熱敏電阻R1的阻值是多少？

（2）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端？

（3）根據(jù)統(tǒng)計(jì)，正常情況下，溫度控制箱內(nèi)的加熱器，每天加熱50次，每次加熱10min，恒溫箱每天消耗電能多少kWh？

（4）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R2的阻值應(yīng)調(diào)為多少？

Answer 1

【答案】（1）75Ω；（2）A、B端；（3）12.5kWh。（4）255Ω。

【解析】

（1）由題可知，恒溫箱保持60℃時(shí)，可變電阻R2＝225Ω，電流是20mA＝0.02A，電源電壓為6V，則根據(jù)歐姆定律可得控制電路的總電阻：；

由電阻的串聯(lián)可得，60℃時(shí)熱敏電阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝300Ω﹣225Ω＝75Ω；

（2）由如圖可知，熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小，可見溫度越高，控制電路中的電流越大，當(dāng)電流達(dá)到20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，加熱電路應(yīng)當(dāng)斷開，所以應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端；

（3）恒溫箱內(nèi)的加熱器正常工作時(shí)的功率為1500W，每天加熱50次，每次加熱10min，則恒溫箱每天消耗電能：；

（4）由題可知，R1t＝常數(shù)，由1小題可知，當(dāng)溫度是60℃時(shí)，熱敏電阻為75Ω，則當(dāng)溫度是100℃時(shí)，設(shè)熱敏電阻為R′1，則有：75Ω×60℃＝R′1×100℃，解得：R′1＝45Ω；由于繼電器的銜鐵被吸合時(shí)，電路中的電流仍然為20mA，則控制電路的總電阻仍然為R＝300Ω，根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，可變電阻R2的阻值：R2＝R﹣R′1＝300Ω﹣45Ω＝255Ω。

答：（1）60℃時(shí)，熱敏電阻R1的阻值是75Ω；

（2）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端；

（3）恒溫箱每天消耗電能12.5kWh。

（4）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R2的阻值應(yīng)調(diào)為255Ω。