Question

【题目】如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁( 线圈电阻=20Ω)、开关、滑动变阻器( 取值范围0~80Ω )和热敏电阻组成；阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

温度/℃	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
/Ω	10	20	40	50	70	80	100	120	130	150

(1)工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？

(2)当温度为60℃，滑动变阻器=50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

(3)若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

(4)要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变的阻值。

Answer 1

【答案】（1）3.3×（2）（3）35℃~80℃（4）减小的最大阻值

【解析】

本题考查电功与电热、电磁继电器。

（1）当工作电路正常工作时，Q＝I2Rt===3.3×104J。

（2）由题意可知，温度为60℃，滑动变阻器=50Ω时，衔铁恰好被吸合，这时控制电路中的电流I=60mA。由表可知，此时R1=50Ω。由欧姆定律得，I=＝==50×10-3A，解得：U=6V。

（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为：，

滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：

R1＝R大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；

当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最小为：，

滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：

R′1＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，由表中数据知可控制的最低温度为35℃；

所以，若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃；

（4）要使该装置控制的最高温度降低一些，就需要R1连入更大电阻的情况下，仍然能达到40mA的最小值，所以R2的最大值要更小一些。