為防止?jié)袷职忾_關(guān)造成觸電事故,寧寧同學(xué)為家中的燈暖型浴霸設(shè)計了一個溫度自動控制裝置,如圖12甲所示,其中半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值R1隨溫度變化的曲線如圖12乙所示.已知繼電器線圈電阻R2為20Ω,電源電壓U0=12V,浴霸共安裝有4只標(biāo)有“220V 250W”的燈泡,當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時,繼電器的銜鐵被吸合,浴霸電路斷開;當(dāng)線圈中的電流小于或等于40mA時,繼電器的銜鐵被釋放,浴霸電路閉合.求:(結(jié)果保留一位小數(shù))
(1)標(biāo)有“220V 250W”燈泡正常工作時的電流;
(2)浴霸電路閉合時,浴霸消耗的總功率;
(3)若將此裝置安放在浴室內(nèi),浴室內(nèi)溫度可控制在什么范圍?

解:(1)∵P=UI,
∴燈泡正常工作時的電流I==≈1.1A;
(2)當(dāng)浴霸電路閉合時:
浴霸消耗的總功率P=nPL=250W×4=1000W,
(3)當(dāng)線圈中電流為I=50mA=0.05A時:
∵I=,
∴R1+R2===240Ω,
∴R1=240Ω-R2=240Ω-20Ω=220Ω,由圖可得對應(yīng)的溫度為30℃;-----①
當(dāng)電流為I′=40mA=0.04A時:
∵I=,
∴R1′+R2===300Ω,
∴R1′=300Ω-R2=300Ω-20Ω=280Ω,由圖可得對應(yīng)的溫度為22℃;------②
由①②可知室內(nèi)溫度可控制在22℃~30℃范圍內(nèi).
答:(1)燈泡正常工作時的電流為1.1A.
(2)浴霸電路閉合時,浴霸消耗的總功率1000W.
(3)若將此裝置放在浴室內(nèi),浴室內(nèi)的溫度可控制在22℃~30℃范圍內(nèi).
分析:(1)由燈泡銘牌可知,燈泡額定電壓是220V,額定功率是250W,由P=UI的變形公式可以求出燈泡正常工作時的電流.
(2)當(dāng)浴霸電路閉合時,電路中四只電燈并聯(lián),知道每只燈的電功率,求出總電功率;
(3)取臨界情況,當(dāng)電流為50mA時和當(dāng)電流等于40mA時,知道電源電壓U0,分別求出總電阻,利用串聯(lián)電阻的特點(diǎn)求熱敏電阻R1的大小,對應(yīng)圖象找出溫度值,從而得到浴室內(nèi)溫度的變化范圍.
點(diǎn)評:本題考查了電功率計算公式的應(yīng)用、串聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用、電磁鐵的應(yīng)用,能從熱敏電阻阻值R1隨溫度變化圖象上搜集到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
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(2)浴霸電路閉合時,浴霸消耗的總功率;
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(1)浴霸電路閉合時,通過浴霸的總電流.

(2)若將此裝置安放在浴室內(nèi),浴室內(nèi)溫度可控制在什么范圍?

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