Question

【题目】某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”(用电灯取暖的用电器)设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示.电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0 ， “浴霸”共安装有两盏标有“220V 440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开停止工作；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合开始加热。求：

（1）工作电路正常工作时，两盏灯泡在10min内消耗的电能是多少千瓦时?(保留两位小数)

（2）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1的最小值是多少?

（3）若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室的内温度可控制在多大范围内?

Answer 1

【答案】（1）0.01J；（2）10V；（3）22℃29℃范围内。

【解析】

解答：(1)每盏灯泡正常工作时的功率P＝440W，在1min内产生的热量：

Q＝W＝Pt＝0.44kw×h0.01J；(2)当R1温度为40℃时,其阻值R1＝180Ω；因为R1和R0串联，所以R总＝R1+R0＝180Ω+20Ω＝200Ω；因此，控制电路的最小电压为：U1＝I1R总＝0.05A×200Ω＝10V；(3)取临界情况，当电流为I＝50mA＝0.05A时：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以,由I＝可得：R1+R0＝＝240Ω，则R1＝240ΩR0＝240Ω20Ω＝220Ω，由图可得对应的温度为29℃；当电流为I′＝40mA＝0.04A时：因R′1+R0＝＝300Ω，则R′1＝300ΩR0＝300Ω20Ω＝280Ω，由图可得对应的温度为22℃；所以，室内温度可控制在22℃29℃范围内。