如圖甲,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.圖乙為熱敏電阻的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:R1t=常數(shù);電阻R2是可變電阻,當線圈中的電流達到40mA時,繼電器的銜鐵被吸合,此時可變電阻R2=0Ω時,恒溫箱可保持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,熱敏電阻R1的阻值是多少?
(2)應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,正常情況下,恒溫箱內(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kw?h.
(4)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,可變電阻R2的阻值應調(diào)為多少?
【答案】分析:(1)因為,當線圈中的電流達到40mA時,繼電器的銜鐵被吸合,所以,當恒溫箱達到60℃時,銜鐵被吸合,此時電流是40mA,又可變電阻R2=0Ω,有電源電壓和電流可求出電阻R1的阻值.
(2)由圖可知,熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小,可見溫度越高,電路中的電流越大,當電流達到40mA時,繼電器的銜鐵被吸合,電路應當斷開,所以應該把恒溫箱的加熱器接在A、B端.
(3)有功率和時間可求出消耗的電能.
(4)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,必須當恒溫箱內(nèi)的溫度達到100℃時,電流是40mA,繼電器的銜鐵被吸合,電路斷開.
根據(jù)R1t=常數(shù),有60℃時,熱敏電阻R1的阻值,就可求出100℃的電阻,然后有電源電壓和電路中的電流可求出總電阻,有總電阻可求出R2的阻值.
解答:解:(1)因為,可變電阻R2=0Ω,電流是40mA,電壓6V,所以,R1===150Ω.
(2)由圖可知,熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小,可見溫度越高,電路中的電流越大,當電流達到40mA時,繼電器的銜鐵被吸合,電路應當斷開,所以應該把恒溫箱的加熱器接在A、B端.
(3)t=600s×50=30000s,所以,恒溫箱每天消耗電能W=Pt=1500W×30000s=12.5kw?h.
(4)R1t=常數(shù),所以,當溫度是100℃時,150Ω×60℃=R1×100℃,R1=90Ω,
R==150Ω,所以,電阻R2的阻值,R2=R-R1=150Ω-90Ω=60Ω.
答:(1)60℃時,熱敏電阻R1的阻值是150Ω;
(2)應該把恒溫箱的加熱器接在A、B端;
(3)恒溫箱每天消耗電能12.5kw?h.
(4)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,可變電阻R2的阻值應調(diào)為60Ω.
點評:解決本題的關鍵是一要知道溫度達到要求時,線圈中的電流為40mA;二要正確運用R1t=常數(shù)求出R1在不同溫度下的阻值.
練習冊系列答案
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科目:初中物理 來源: 題型:

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(1)60℃時,熱敏電阻R1的阻值是多少?
(2)應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,正常情況下,恒溫箱內(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kW?h.
(4)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃,可變電阻R2的阻值應調(diào)為多少?

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(1)若綠色指示燈亮表示恒溫箱內(nèi)溫度達到60℃,紅色指示燈表示加熱器處于加熱狀態(tài),請連接電路.
(2)工作電路處于加熱狀態(tài)時,連續(xù)工作10min會消耗多少電能?
(3)60℃時,熱敏電阻R的阻值是多少?
(4)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持90℃,變電阻R0的阻值應調(diào)為多少?

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