Question

下圖是某興趣小組設計的一恒溫箱的原理圖。“控制電路”由熱敏電阻R1、滑動變阻器R0、電磁鐵(線圈電阻不計)、電源U1(U1=8V)、開關、導線等組成。熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律如下表。當線圈中的電流大于或等于20mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下。“工作電路”由電源U2(U2=220V)、發熱電阻R2 (R2=110Ω)、導線等組成。

溫度/℃	…	30	35	40	45	50	…
熱敏電阻阻值/Ω	…	350	300	250	200	160	…

問：

(1)為使恒溫箱溫度升高到一定值時，“工作電路”自動斷開，導線端點C應接哪個接線柱？

(2)若設定恒溫箱的溫度最高為45℃，則“控制電路”中的滑動變阻器的阻值為多大？

(3)“工作電路”工作時的電流為多大？

(4)若要發熱電阻R2產生1.32×105J的熱量，則工作電路需工作多長時間？

(5)“控制電路”中用到了哪些物理知識？請說出兩點。

Answer 1

解：(1)導線C應接A接線柱。   

(2)當溫度為45℃時，R1=200Ω，“控制電路”中的電流I1=20mA。R1和R0串聯，由串聯電路電流關系、電壓關系及歐姆定律得：U1= I1 R1+ I1 R0

滑動變阻器的阻值：　　

 (3)工作電路工作時的電流I2= U2/ R2=220V/110Ω=2A     

 (4)由焦耳定律：得工作電路需工作時間　　　　　　　　　　　　        

(5)電流的磁效應；歐姆定律；通過電磁鐵線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強；電路兩端電壓一定時，電阻越小，電流越大；杠桿原理等。