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）、熱敏電阻R₁和滑動變阻器R₂串聯而成．加熱電路由U₂=220V的電源和R₀=48.4Ω的電熱絲串聯而成．恒溫箱內包含了圖中虛線框內的電熱絲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．當控制電路中的電流達到0.05A時，銜鐵被吸下來，觸點處斷開，加熱電路停止工作，當控制電路中的電流小于0.05A時，銜鐵被彈回，觸點處接通，加熱電路正常工作，根據以上信息回答下列問題：
（1）當恒溫箱中溫度保持在60℃時，在乙圖中讀出對應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產生的電熱是多少？
（3）通過調節控制電路中滑動變阻器R₂接入電路的電阻，就能調節恒溫箱中需要設定的不同溫度．如果滑動變阻器R₂的最大電阻為90Ω，該恒溫箱能夠設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℃時熱敏電阻的阻值；
（2）已知加熱電路的電壓和電阻，根據Q=W=

U2

R

t求出1min電熱絲R₀產生的電熱；
（3）根據歐姆定律求出電路中的總電阻，根據電阻的串聯接合滑動變阻器的阻值求出熱敏電阻的阻值范圍，再由圖乙得出對應的溫度范圍．

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

U2

R0

t=

(220V)2

48.4Ω

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

U′

I

=

6V

0.05A

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

點評：本題難度較大，既需要從電磁鐵的性質上進行分析，還要對電磁繼電器的原理進行分析．能從圖乙得出相關信息、結合串聯電路的特點和歐姆定律求解是本題的關鍵．