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【题目】如图甲所示为自动恒温箱,内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成,简化后的电路图如图乙所示.控制电路中的电源两端电压为12V,定值电阻R1的阻值为5kΩ,R2为装在恒温箱内的热敏电阻,工作环境的温度为15℃左右.如图丙所示为R2阻值随温度变化的图象.电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间,当热敏电阻R2的阻值发生变化时,A、B间的电压UAB随之发生变化.电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断.当UAB小于2V时,鉴别器将使加热电路中开关S闭合,使加热电路的电热丝通电而发热,从而使箱内温度升高;当UAB大于3V时,鉴别器将使开关S断开,停止加热.在分析电路时,可将电压鉴别器内部视为断路.
则:
(1)当恒温箱内部的温度为20℃时,通过热敏电阻R2的电流为A.
(2)该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是℃~℃.
(3)若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可采取怎样的措施:

【答案】
(1)4×104
(2)20;35
(3)减小定值电阻R1的阻值
【解析】解:(1)由图乙知,R1与R2串联, 由图象知,当恒温箱内部的温度为20℃时,R2=25kΩ,
此时电路总电阻为R=R1+R2=5kΩ+25kΩ=30kΩ=3×104Ω;
通过热敏电阻R2的电流为:
I= = =4×104A;(2)当U1=2V时,U2=U﹣U1=12V﹣2V=10V,
由串联电路特点和欧姆定律有: = =
所以R2= R1= ×5kΩ=25kΩ,
由图象知,t=20℃;
当U1′=3V时,U2=U﹣U1′=12V﹣3V=9V,
因为 = = ,所以R2′= R1= ×5kΩ=15kΩ,
由图象知,t′=35℃;
即该恒温箱的温度将保持在20℃~35℃之间;(3)由图象知,当恒温箱内温度为45℃时,热敏电阻阻值为10kΩ,
UAB=3V时,加热开关断开,
通过热敏电阻的电流为:I= =9×104A;
此时R1的阻值变为R1′= ≈3.3×103Ω=3.3kΩ.
所以若升高恒温箱内的最高温度,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可以减小定值电阻R1的阻值.
所以答案是:(1)4×104;(2)20;35;(3)减小定值电阻R1的阻值.

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