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7.有一种电加热恒温箱,工作原理如图a所示.控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成.当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,工作电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作.热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示.
(1)工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电热是多少?
(2)通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度,如果恒温箱的温度设定为50℃,求滑动变阻器R0应接入电路的阻值.
(3)若要提高恒温箱的设定温度,滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小?

分析 (1)知道工作电路的电压和电热丝的电阻,利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求电热丝工作时的功率;又知道工作时间,利用Q=W=Pt求加热10min产生的热量;
(2)恒温箱的温度为50℃,从图乙的出热敏电阻的阻值,此时电路中的电流为0.05A,衔铁被吸合,切断工作电路,又知道控制电路的电压,利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值;
(3)从图乙可知,要提高恒温箱的设定温度,就要减小热敏电阻的阻值;但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.05A,根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值,即R0的阻值必须调大.

解答 解:(1)电热丝工作时的功率:
P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{({220V)}^{2}}{48.4Ω}$=1000W,
在10min内产生的热量:
Q=W=Pt=1000W×60s=6×104J;
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=80Ω,由题知,此时控制电路的电流I1=0.05A,
由I=$\frac{U}{R}$得总电阻:
R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.05A}$=120Ω,
根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知:
电阻箱R0应接入电路的阻值:
R0=R-R1=120Ω-80Ω=40Ω;
(3)若要提高恒温箱的设定温度,由图乙知道,热敏电阻的阻值R1将减小,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R0的阻值必须调大.
答:(1)工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电热是6×104J;
(2)滑动变阻器R0应接入电路的阻值40Ω.
(3)若要提高恒温箱的设定温度,滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大.

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,知道恒温箱的工作原理是关键,分析时从题目要求入手,需要什么条件再从题干中寻找,一般都很容易.

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