有一种电加热恒温箱,工作原理如图所示,控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图.求:
(1)电热丝正常工作时的功率.
(2)电热丝正常工作100s产生的热量.
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0迎接如电路的电阻.
(1)电热丝正常工作时的功率为1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω.
【解析】
试题分析:(1)知道工作电路的电压和电热丝的电阻,利用P=求电热丝工作时的功率;
(2)已知工作时间,根据Q=W=Pt求加热100s产生的热量;
(3)恒温箱的温度为50℃,从图乙的出热敏电阻的阻值,此时电路中的电流为60mA,衔铁被吸合,切断工作电路,又知道控制电路的电压,利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值.
解:(1)电热丝工作时的功率:
P===1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量:
Q=W=Pt=1100W×100s=1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=100Ω,
由题知,此时控制电路的电流I=60mA=0.06A,
∵I=,即:0.06A=,
∴电阻箱R0应接入电路的阻值:R0=50Ω.
答:(1)电热丝正常工作时的功率为1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω.
【点评】在本题的计算中主要考查了欧姆定律的运用、焦耳定律公式的运用、串联电路的特点等.题目的难点在于对题意的理解,尤其是对其工作过程中,温度与热敏电阻的关系,以及与电路的变化之间的联系等,具有一定的综合性,计算容易,但理清思路较难.