Question

19．小明在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如表，并將該型號(hào)的熱敏電阻應(yīng)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(guān)等組成，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，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(fā)熱電阻R₂（R₂=5Ω）、導(dǎo)線等組成．問(wèn)：
（1）工作電路工作時(shí)的電流為多大？電阻R₂的發(fā)熱功率為多大？
（2）若恒溫箱的溫度最高不得超過(guò)50℃，則控制電路的電源電壓U₁最小值為多大？

溫度/℃	…	30	40	50	60	70	…
熱敏電阻阻值/Ω	…	350	300	250	20	75	…

Answer 1

分析 （1）知道工作電路的電源電壓和發(fā)熱電阻的阻值，利用歐姆定律可以求得電路中的電流，根據(jù)P=UI求出電阻R₂的發(fā)熱功率；
（2）當(dāng)線圈中的電流I₁=20mA=0.02A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路斷開，此時(shí)控制電路的電源電壓最小，根據(jù)表格數(shù)據(jù)讀出恒溫箱的溫度為50℃時(shí)熱敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出控制電路中的最小電源電壓．

解答 解：（1）工作電路中，電源電壓U₂=10V，發(fā)熱電阻R₂=5Ω，
則工作電路工作時(shí)的電流：
I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{10V}{5Ω}$=2A，
電阻R₂的發(fā)熱功率：
P₂=U₂I₂=10V×2A=20W；
（2）當(dāng)線圈中的電流I₁=20mA=0.02A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路斷開，此時(shí)控制電路的電源電壓最小，
由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)恒溫箱的溫度為50℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R₁=250Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，控制電路的最小電源電壓：
U₁=I₁（R₁+R₂）=0.02A×（250Ω+50Ω）=6V．
答：（1）工作電路工作時(shí)的電流為2A，電阻R₂的發(fā)熱功率為20W；
（2）若恒溫箱的溫度最高不得超過(guò)50℃，則控制電路的電源電壓U₁最小值為6V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，正確的判斷控制電路的最小電源電壓是關(guān)鍵．