Question

【题目】如图甲所示为自动恒温箱，内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示．控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，工作环境的温度为15℃左右．如图丙所示为R2阻值随温度变化的图象．电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压UAB随之发生变化．电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断．当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热．在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路．
则：
（1）当恒温箱内部的温度为20℃时，通过热敏电阻R2的电流为A．
（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是℃～℃．
（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施： ．

Answer 1

【答案】
（1）4×10﹣4
（2）20；35
（3）减小定值电阻R1的阻值
【解析】解：（1）由图乙知，R1与R2串联， 由图象知，当恒温箱内部的温度为20℃时，R2=25kΩ，
此时电路总电阻为R=R1+R2=5kΩ+25kΩ=30kΩ=3×104Ω；
通过热敏电阻R2的电流为：
I= = =4×10﹣4A；（2）当U1=2V时，U2=U﹣U1=12V﹣2V=10V，
由串联电路特点和欧姆定律有： = = ，
所以R2= R1= ×5kΩ=25kΩ，
由图象知，t=20℃；
当U1′=3V时，U2=U﹣U1′=12V﹣3V=9V，
因为 = = ，所以R2′= R1= ×5kΩ=15kΩ，
由图象知，t′=35℃；
即该恒温箱的温度将保持在20℃～35℃之间；（3）由图象知，当恒温箱内温度为45℃时，热敏电阻阻值为10kΩ，
UAB=3V时，加热开关断开，
通过热敏电阻的电流为：I高= =9×10﹣4A；
此时R1的阻值变为R1′= ≈3.3×103Ω=3.3kΩ．
所以若升高恒温箱内的最高温度，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R1的阻值．
所以答案是：（1）4×10﹣4；（2）20；35；（3）减小定值电阻R1的阻值．