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），阻值隨溫度變化的關系如圖2所示．箱內電熱絲的電阻為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，控制電路中電流會達到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱．

（1）圖中所示狀態，電路處于加熱　（填“加熱”或“停止加熱”）狀態．
（2）箱內電熱絲正常工作時通過的電流是多少？正常工作0.5h可以產生多少熱量？
（3）恒溫箱的溫度為100℃時，繼電器線圈中的電流達到20mA，銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是多少？
（4）滑動變阻器R的作用是保護電路和調節恒溫箱溫控的控制溫度．

Answer 1

分析 （1）根據被控制電路中電熱絲是否工作判斷被控電路的工作狀態；
（2）知道家庭電路電壓是220V，即歐姆定律可計算出電熱絲中的電流；
據焦耳定律可以計算出0.5h所釋放的熱量；
（3）根據圖2讀出100℃時熱敏電阻的阻值，再根據P=I²R求出此時熱敏電阻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電路，二是可以調節熱敏電阻的阻值達到調節溫控箱的控制溫度．

解答 解：（1）由圖1可知，電熱絲通路，處于加熱狀態；
（2）知道家庭電路電壓是220V，故箱內電熱絲正常工作時通過的電流是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{220V}{40Ω}$=5.5A；
此時正常工作0.5h可以產生熱量是：
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，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：一是保護電路，二是調節溫控箱的控制溫度；
故答案為：（1）加熱；（2）箱內電熱絲正常工作時通過的電流是5.5A；正常工作0.5h可以產生2.178×10⁶J熱量；（3）恒溫箱的溫度為100℃時，繼電器線圈中的電流達到20mA，銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是0.02W；（4）保護電路；調節恒溫箱溫控的控制溫度；

點評 本題考查了電功的計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鍵，同時注意滑動變阻器在不同電路中的作用．