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    12．某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示．电磁铁线圈可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V   550W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合．

    求（1）工作电路闭合时时，浴霸正常工作1min内产生的热量是多少？
    （2）若浴室中的温度不得超过38℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？
    （3）若电源U1电压恒定为10V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？

    分析 （1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据Q=W=Pt求出每盏灯泡在1min内产生的热量；
    （2）先从表格中找出温度为38℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
    （3）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图象找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围．

    解答 解：
    （1）由题知，“浴霸”共安装有2盏标有“220V 550W”的灯泡，在1min内产生的热量：
    Q=W=Pt=2×550W×60s=6.6×104J；
    （2）由图象知，当R1温度为38℃时，其阻值R1=120Ω；
    由图甲知，R1和R0串联，
    所以此时电路的总电阻：R总=R1+R0=120Ω+20Ω=140Ω；
    由题知，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开，
    由I=$\frac{U}{R}$可得，控制电路的最小电压为：
    U1=I1R总=0.05A×140Ω=7V；
    （3）取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
    串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    由I=$\frac{U}{R}$可得：R1+R0=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{10V}{0.05A}$=200Ω，
    则R1=200Ω-R0=200Ω-40Ω=160Ω，由图可得对应的温度为34℃；
    当电流为I′=40mA=0.04A时：
    R1′+R0=$\frac{{U}_{1}′}{I′}$=$\frac{10V}{0.04A}$=250Ω，
    则R1′=250Ω-R0=250Ω-40Ω=210Ω，由图可得对应的温度为30℃；
    所以，室内温度可控制在30℃～34℃范围内．
    答：（1）工作电路正常工作时，浴霸正常工作1min内产生的热量是6.6×104J；
    （2）若浴室中的温度不得超过38℃，则控制电路的电源电压U1最小值是7V；
    （3）若电源U1电压恒定为10V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制的范围为30℃～34℃．

    点评 本题考查了电功计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用，能从热敏电阻阻值R1随温度变化图象上搜集到相关信息是本题的关键．

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