Question

【题目】如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0-120Ω）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。

（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而_____（选填“增大”“不变”或“减小”）。

（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。________

（3）如果恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R1应取多大阻值。________

（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少摄氏度。________

Answer 1

【答案】减小 1.65×105J 70Ω 150℃

【解析】

(1)由乙图可知，当温度升高时，热敏电阻Rt的阻值减小，即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。

(2)工作电路中电热丝R0工作时的电流

工作时间

t= 5min = 300s

电热丝R0产生的热量

(3)由图象可知，当恒温箱的温度设定为60 °C时，热敏电阻Rt的阻值Rt=80Ω，此时控制电路的电流

I = 50mA = 0.05A

衔铁吸合，从而切断右边工作电路，停止加热，由可得控制电路总电阻

根据串联电路电阻的特点可知，电阻箱R应取的阻值

R=R总-Rt=150Ω-80Ω=70Ω

(4)由图乙可知，当恒温箱可设定的温度最高时，热敏电阻Rt的阻值最小，由于控制电路的电源电压和衔铁的吸合电流不变，根据可知，电路总电阻不变，阻值应最大，即

R1 = 1200

由第(3)问可知，控制电路总电阻

R总=150N

根据串联电路电阻的特点可知，热敏电阻Rt的阻值

Rt=R总-R1=150Ω-120Ω=30Ω

由图乙可知，当热敏电阻R1的阻值为30Ω，恒温箱可设定的最高温度是150℃。

答：(1)由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。

(2)工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量为1.65×105J。

(3)恒温箱的温度设定为60℃，则电阻箱R1阻值为70Ω。

(4)恒温箱可设定的最高温度是150℃。