Question

【題目】“端娥四號”月球探測器內部溫度保護系統原理如圖甲所示，電源輸出電功率恒為2.5W，R為熱敏電阻，阻值隨溫度變化的情況如圖乙所示，螺線管電阻不計，該系統可在溫度過高或過低時切斷工作電路，調節R0＝8Ω，當工作電路剛好被接通時，測得R兩端的電壓比R0兩端的電壓低3V，此時R＝_______，電流為_______A；若要增大工作電路的溫度工作范圍，應將電阻箱R0的阻值調_________（選填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】2 0.5 小

【解析】

[1][2]由圖甲的電路圖知，熱敏電阻R與R0串聯，當調節R0=8Ω，且電路剛好被接通時，根據題意有

P=I2(R+R0)，I(R0-R)=3V

即

2.5W=I2(R+8Ω)，I(8Ω-R)=3V

解以上兩式得

R=2Ω，I=0.5A

[3]由圖乙知，熱敏電阻阻值的變化情況是：溫度較低時，電阻較大，隨著溫度的升高，電阻先減小再增大，那么溫度保護系統的工作原理是：在溫度較低時，熱敏電阻的阻值相當大，那么此時通過電路的電流相對較小，螺線管的磁性較弱，不能吸下銜鐵，則工作電路會被切斷；而隨著溫度升高，熱敏電阻的阻值先減小再增大，其阻值減小到一定程度，通過電路的電流足夠大，螺線管的磁性足夠強時，銜鐵被吸引下來，工作電路接通；當熱敏電阻的阻值增大到一定程度，螺線管的磁性過小，不能吸下銜鐵，工作電路又斷開。若要增大工作電路的溫度工作范圍，應將電阻箱R0的阻值調小，因為熱敏電阻R與R0串聯，將電阻箱R0的阻值調小，則在相同溫度時通過電路的電流相對較大，那么螺線管的磁性相對增強，于是工作電路的溫度范圍隨之增大。