Question

【題目】小明在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如表，并將該型號(hào)的熱敏電阻應(yīng)用于如圖所示由“控制電路”和“工作電路”組成的恒溫箱電路中．“控制電路”由熱敏電阻R1、電磁鐵（線圈阻值R0=50Ω）、電源U1、開關(guān)等組成，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路則斷開；“工作電路”由工作電源U2（U2=10V）、發(fā)熱電阻R2（R2=5Ω）、導(dǎo)線等組成．問：
（1）工作電路工作時(shí)的電流為多大？電阻R2的發(fā)熱功率為多大？
（2）若恒溫箱的溫度最高不得超過50℃，則控制電路的電源電壓U1最小值為多大？

溫度/℃	…	30	40	50	60	70	…
熱敏電阻阻值/Ω	…	350	300	250	20	75	…

Answer 1

【答案】
（1）解：工作電路中，電源電壓U2=10V，發(fā)熱電阻R2=5Ω，

則工作電路工作時(shí)的電流：

I2= = =2A，

電阻R2的發(fā)熱功率：

P2=U2I2=10V×2A=20W

答：工作電路工作時(shí)的電流為2A，電阻R2的發(fā)熱功率為20W

（2）解：當(dāng)線圈中的電流I1=20mA=0.02A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路斷開，此時(shí)控制電路的電源電壓最小，

由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)恒溫箱的溫度為50℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R1=250Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，控制電路的最小電源電壓：

U1=I1（R1+R2）=0.02A×（250Ω+50Ω）=6V．

答：若恒溫箱的溫度最高不得超過50℃，則控制電路的電源電壓U1最小值為6V

【解析】（1）知道工作電路的電源電壓和發(fā)熱電阻的阻值，利用歐姆定律可以求得電路中的電流，根據(jù)P=UI求出電阻R2的發(fā)熱功率；（2）當(dāng)線圈中的電流I1=20mA=0.02A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路斷開，此時(shí)控制電路的電源電壓最小，根據(jù)表格數(shù)據(jù)讀出恒溫箱的溫度為50℃時(shí)熱敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出控制電路中的最小電源電壓．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此題．