Question

【題目】小明在研究性學習活動中，查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律如下表，并將該型號的熱敏電阻應用于如圖所示由“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、開關等組成，當線圈中的電流大于或等于20mA時，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）、發熱電阻R2（R2 = 5Ω）、導線等組成。問：

⑴工作電路工作時的電流為多大？電阻R2的發熱功率為多大？

⑵若發熱電阻R2需提供1.2×104J的熱量，則工作電路要工作多長時間（不計熱量的損失）？

⑶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？

Answer 1

【答案】（1）2A； 20W；（2）600s；（3）6V．

【解析】解：（1）工作電路工作時的電流；

電阻R2的發熱功率 ；

（2）因為電阻消耗的電能等于電流通過電阻時產生的熱量，即W2=P2t=Q，

所以，工作電路的工作時間；

（3）由圖可知，當電阻R1為50℃時，其阻值R1=250Ω，因為R1與R0串聯，所以

總電阻R總=R1+R0=250Ω+50Ω=300Ω，

電路中最小電流I1=20mA=0.02A，

因此控制電路的電源電壓U1最小值為U1=I1R總=0.02A×300Ω=6V．

答：（1）工作電路工作時的電流為2A，電阻R2的發熱功率為20W；（2）若發熱電阻R2需提供1.2×104J的熱量，則工作電路要工作600s；（3）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；