Question

有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖（甲）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阻值隨溫度變化關系如圖（乙）所示．
求：
（1）電熱絲正常工作時的功率；
（2）電熱絲正常工作100s產生的熱量；
（3）如果恒溫箱的溫度設定為50℃，電阻箱R₀接入電路的阻值．

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；
（2）已知工作時間，根據Q=W=Pt求加熱100s產生的熱量；
（3）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．

解答：解：（1）電熱絲工作時的功率：
P=

U2

R2

=

(220V)2

44Ω

=1100W；
（2）電熱絲正常工作100s產生的熱量：
Q=W=Pt=1100W×100s=1.1×10⁵J；
（3）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．
答：（1）電熱絲正常工作時的功率為1100W；
（2）電熱絲正常工作100s產生的熱量為1.1×10⁵J；
（3）如果恒溫箱的溫度設定為50℃，電阻箱R₀接入電路的阻值為50Ω．

點評：在本題的計算中主要考查了歐姆定律的運用、焦耳定律公式的運用、串聯電路的特點等．題目的難點在于對題意的理解，尤其是對其工作過程中，溫度與熱敏電阻的關系，以及與電路的變化之間的聯系等，具有一定的綜合性，計算容易，但理清思路較難．