Question

有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖1所示．控制電路由電壓為U₁=9V的電源、開關、電磁繼電器（線圈電阻不計）、電阻箱R₀和熱敏電阻R₁組成；工作電路由電壓為U₂=220V的電源和電阻為R₂=44Ω的電熱絲組成．其中，電磁繼電器只有當線圈中電流達到60mA時，銜鐵才吸合，切斷工作電路；熱敏電阻R₁的阻值隨溫度變化關系如圖2所示．
（1）求電熱絲工作時的功率和在10min內產生的熱量．
（2）如果恒溫箱的溫度設定為50℃，求電阻箱R₀應接入電路的阻值．
（3）若要提高恒溫箱的設定溫度，電阻箱R₀接入電路的阻值應調大還是調小？簡要說明理由．

Answer 1

分析：（1）知道工作電路的電壓和電熱絲的電阻，利用P=

U2

R

求電熱絲工作時的功率；又知道工作時間，利用Q=W=Pt求加熱10min產生的熱量；
（2）恒溫箱的溫度為50℃，從圖乙的出熱敏電阻的阻值，此時電路中的電流為60mA，銜鐵被吸合，切斷工作電路，又知道控制電路的電壓，利用歐姆定律求電阻箱連入電阻的阻值；
（3）從圖乙可知，要提高恒溫箱的設定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值；但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為60mA，根據歐姆定律就要增大電阻箱連入的電阻值，即R₀的阻值必須調大．

解答：解：（1）電熱絲工作時的功率：
P=

U2

R

=

(220V)2

44Ω

=1100W，
在10min內產生的熱量：
Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×10⁵J；
（2）如果恒溫箱的溫度設定為50℃，由圖乙可知，熱敏電阻的阻值R₁=100Ω，
由題知，此時控制電路的電流I=60mA=0.06A，
∵I=

U1

R0+R1

，即：0.06A=

9V

R0+100Ω

，
∴電阻箱R₀應接入電路的阻值：
R₀=50Ω；
（3）若要提高恒溫箱的設定溫度，由圖乙知道，熱敏電阻的阻值R₁將減小，銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍需60mA，即要求控制電路中的總電阻不變，所以R₀的阻值必須調大．
答：（1）求電熱絲工作時的功率為1100W，在10min內產生的熱量為6.6×10⁵J．
（2）電阻箱R₀應接入電路的阻值為50Ω；
（3）為了讓銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍需60mA，R₀的阻值必須調大．

點評：本題題干大、看起來復雜，屬于“紙老虎”型題目，分析時從題目要求入手，需要什么條件再從題干中尋找，一般都很容易．