Question

【题目】小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图所示．其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，如图是小明通过实验测得R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源电压U＝6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为40 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合、恒温箱内的加热器停止加热，此时可变电阻R2＝0 Ω，恒温箱可保持60 ℃恒温．

（1）当恒温箱保持恒温60 ℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？

（2）如果图中的“交流电源”的额定功率是1500 W，则它在正常工作情况下，每天加热50次，每次加热10min，则“交流电源”每天消耗电能多少千瓦时？

（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？

Answer 1

【答案】（1）150Ω；（2）12.5kw·h；（3）60Ω

【解析】

（1）当恒温箱保持恒温60 ℃时，控制电路中电流为I=40mA=0.04A。因控制电路电源电压U=6V，所以控制电路中的总电阻为R总===150Ω。又因此时可变电阻R2＝0 Ω，根据串联电路电阻关系R总=R1+R2，可得热敏电阻R1=R总-R2=150Ω-0Ω=150Ω。

（2） “交流电源”每天加热的总时间为t=10min×50=600s×50=3×104s，则“交流电源”每天消耗电能为W=Pt=1500W×3×104s=4.5×107J=12.5kW·h。

（3）由题意可知，当恒温箱内温度达到100℃时，加热器停止加热、电磁继电器的衔铁被吸合，此时控制电路中电流为I=40mA=0.04A，即此时控制电路的总电阻仍然为R总=150Ω。由图像可知，当恒温箱内温度达到100℃时，热敏电阻R1阻值为90Ω，则可变电阻R2的阻值应调为R2=R总-R1=150Ω-90Ω=60Ω。