Question

【題目】熱帶魚需要在一定的溫度范圍才能正常的生長，如圖甲是某同學(xué)家的水族箱工作原理圖，水族箱內(nèi)安裝的電熱絲R1上標(biāo)有“220V 200W”的字樣，Rx為熱敏電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)水面到達(dá)圖中所示的位置，接觸開關(guān)S1就會(huì)導(dǎo)通，水溫由22℃升高到設(shè)定值28℃，開關(guān)S2斷開，水溫自然冷卻到22℃時(shí)開關(guān)S2閉合，再次使水升溫，水族箱循環(huán)工作使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在熱帶魚正常的生長范圍之內(nèi)，水溫隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示求：

(1)熱敏電阻Rx隨溫度的升高而_____（選填“增大”或“減小”），理由是：_____；

(2)水族箱正常加熱時(shí)，通過電熱絲的電流是多少？_____

(3)該水族箱一天消耗的電能；_____

(4)若要將水族箱內(nèi)的最高溫度調(diào)至30℃，滑動(dòng)變阻器R2的滑片應(yīng)向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)。

Answer 1

【答案】增大 Rx增大，總電阻增大，總電流減小 電磁鐵磁性減弱，S2斷開 0.91A 4.8×106 J 左

【解析】

(1)[1]由圖可知，熱敏電阻Rx與滑動(dòng)變阻器R2和通電螺線管串聯(lián)后接在5V的電源上：若熱敏電阻Rx 隨溫度的升高而減小，根據(jù)電阻的串聯(lián)，總電阻減小，由歐姆定律，電路的總電流變大，通電螺線管的磁性增強(qiáng)，銜鐵S2被吸引，則R1所在加熱電路連通，水廂內(nèi)水溫升高，因熱敏電阻Rx 隨溫度的升高而減小，重復(fù)上面的過程，加熱電路一直工作，不符合題意；若熱敏電阻Rx 隨溫度的升高（當(dāng)溫度從22℃升高到28℃）而增大，根據(jù)電阻的串聯(lián)，總電阻減大，由歐姆定律，電路的總電流變小，通電螺線管的磁性減弱，銜鐵S2在彈力的作用下切斷路加熱電路，加熱電路停止工作，符合題意。

(2)[2]正常工作時(shí)電熱絲的電流：

I= 0.91A

(3)[3]由圖乙可知，水族 箱 一個(gè) 循 環(huán)用 時(shí) 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循環(huán)

=3.6

個(gè)循環(huán)，前三個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作時(shí)間（加熱時(shí)間）為 100 min，第四個(gè)工作循環(huán) 所用時(shí)間為

0.6×400 min=240min

故加熱的工作時(shí)間仍為 100 min，總工作時(shí)間

t=3×100 min+100 min=400min

消耗的電能

W=Pt=200 W×400×60s=4.8×106 J

(4)[4]水溫提高會(huì)使熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)

I=

在電路中電流一定時(shí)，故需減小滑動(dòng)變阻器電阻，因此應(yīng)將滑片向左移。