Question

9．如圖1所示為一個恒溫箱溫控電路，包括工作電路和控制電路兩部分．R為熱敏電阻（置于恒溫箱內(nèi)），阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖2所示．箱內(nèi)電熱絲的電阻為40Ω，恒溫箱溫控電路工作原理是：加熱過程中，恒溫箱溫度升高到一定值時(shí)，控制電路中電流會達(dá)到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱．

（1）圖中所示狀態(tài)，電路處于加熱�。ㄌ睢凹訜帷被颉巴Ｖ辜訜帷保�狀態(tài)．
（2）箱內(nèi)電熱絲正常工作時(shí)通過的電流是多少？正常工作0.5h可以產(chǎn)生多少熱量？
（3）恒溫箱的溫度為100℃時(shí)，繼電器線圈中的電流達(dá)到20mA，銜鐵被吸合，此時(shí)熱敏電阻R消耗的功率是多少？
（4）滑動變阻器R的作用是保護(hù)電路和調(diào)節(jié)恒溫箱溫控的控制溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)被控制電路中電熱絲是否工作判斷被控電路的工作狀態(tài)；
（2）知道家庭電路電壓是220V，即歐姆定律可計(jì)算出電熱絲中的電流；
據(jù)焦耳定律可以計(jì)算出0.5h所釋放的熱量；
（3）根據(jù)圖2讀出100℃時(shí)熱敏電阻的阻值，再根據(jù)P=I²R求出此時(shí)熱敏電阻R消耗的功率；
（4）圖中電阻R′為滑動變阻器，滑動變阻器的作用一是保護(hù)電路，二是可以調(diào)節(jié)熱敏電阻的阻值達(dá)到調(diào)節(jié)溫控箱的控制溫度．

解答 解：（1）由圖1可知，電熱絲通路，處于加熱狀態(tài)；
（2）知道家庭電路電壓是220V，故箱內(nèi)電熱絲正常工作時(shí)通過的電流是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{40Ω}$=5.5A；
此時(shí)正常工作0.5h可以產(chǎn)生熱量是：
Q=I²Rt=（5.5A）²×40Ω×1800s=2.178×10⁶J；
（3）由圖2可知，恒溫箱的溫度為100℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R=50Ω，
熱敏電阻R消耗的功率：P=I²R=（0.02A）²×50Ω=0.02W；
（4）圖中電阻R′為滑動變阻器，其作用有：一是保護(hù)電路，二是調(diào)節(jié)溫控箱的控制溫度；
故答案為：（1）加熱；（2）箱內(nèi)電熱絲正常工作時(shí)通過的電流是5.5A；正常工作0.5h可以產(chǎn)生2.178×10⁶J熱量；（3）恒溫箱的溫度為100℃時(shí)，繼電器線圈中的電流達(dá)到20mA，銜鐵被吸合，此時(shí)熱敏電阻R消耗的功率是0.02W；（4）保護(hù)電路；調(diào)節(jié)恒溫箱溫控的控制溫度；

點(diǎn)評 本題考查了電功的計(jì)算和滑動變阻器的作用，明白恒溫箱溫控電路工作的原理是關(guān)鍵，同時(shí)注意滑動變阻器在不同電路中的作用．