Question

有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示．控制电路由电压为U₁=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱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=44Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R₁的阻值随温度变化关系如图乙所示．
（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量．
（2）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R₀应接入电路的阻值．
（3）若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R₀接入电路的阻值应调大还是调小？简要说明理由．

Answer 1

（1）电热丝工作时的功率：
P=

U2

R

=

(220V)2

44Ω

=1100W，
在10min内产生的热量：
Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×10⁵J；
（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=100Ω，
由题知，此时控制电路的电流I=60mA=0.06A，
∵I=

U1

R0+R1

，即：0.06A=

9V

R0+100Ω

，
∴电阻箱R₀应接入电路的阻值：
R₀=50Ω；
（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60mA，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）求电热丝工作时的功率为1100W，在10min内产生的热量为6.6×10⁵J．
（2）电阻箱R₀应接入电路的阻值为50Ω；
（3）为了让衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA，R₀的阻值必须调大．