Question

【題目】如圖甲所示為自動恒溫箱，內部的電路由控制電路和加熱電路兩部分組成，簡化后的電路圖如圖乙所示．控制電路中的電源兩端電壓為12V，定值電阻R1的阻值為5kΩ，R2為裝在恒溫箱內的熱敏電阻，工作環境的溫度為15℃左右．如圖丙所示為R2阻值隨溫度變化的圖象．電壓鑒別器接在控制電路的A、B兩點間，當熱敏電阻R2的阻值發生變化時，A、B間的電壓UAB隨之發生變化．電壓鑒別器可通過內部的電磁繼電器控制加熱電路中開關S的通斷．當UAB小于2V時，鑒別器將使加熱電路中開關S閉合，使加熱電路的電熱絲通電而發熱，從而使箱內溫度升高；當UAB大于3V時，鑒別器將使開關S斷開，停止加熱．在分析電路時，可將電壓鑒別器內部視為斷路．
則：
（1）當恒溫箱內部的溫度為20℃時，通過熱敏電阻R2的電流為A．
（2）該恒溫箱內的溫度將保持在怎樣的范圍是℃～℃．
（3）若想使此恒溫箱內的最高溫度升高到45℃，在鑒別器功能和熱敏電阻不變的條件下，可采取怎樣的措施： ．

Answer 1

【答案】
（1）4×10﹣4
（2）20；35
（3）減小定值電阻R1的阻值
【解析】解：（1）由圖乙知，R1與R2串聯， 由圖象知，當恒溫箱內部的溫度為20℃時，R2=25kΩ，
此時電路總電阻為R=R1+R2=5kΩ+25kΩ=30kΩ=3×104Ω；
通過熱敏電阻R2的電流為：
I= = =4×10﹣4A；（2）當U1=2V時，U2=U﹣U1=12V﹣2V=10V，
由串聯電路特點和歐姆定律有： = = ，
所以R2= R1= ×5kΩ=25kΩ，
由圖象知，t=20℃；
當U1′=3V時，U2=U﹣U1′=12V﹣3V=9V，
因為 = = ，所以R2′= R1= ×5kΩ=15kΩ，
由圖象知，t′=35℃；
即該恒溫箱的溫度將保持在20℃～35℃之間；（3）由圖象知，當恒溫箱內溫度為45℃時，熱敏電阻阻值為10kΩ，
UAB=3V時，加熱開關斷開，
通過熱敏電阻的電流為：I高= =9×10﹣4A；
此時R1的阻值變為R1′= ≈3.3×103Ω=3.3kΩ．
所以若升高恒溫箱內的最高溫度，在鑒別器功能和熱敏電阻不變的條件下，可以減小定值電阻R1的阻值．
所以答案是：（1）4×10﹣4；（2）20；35；（3）減小定值電阻R1的阻值．