Question

有一种电加热恒温箱，工作原理如图（甲）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阻值随温度变化关系如图（乙）所示．
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℃，电阻箱R₀接入电路的阻值．

Answer 1

分析：（1）知道工作电路的电压和电热丝的电阻，利用P=

U2

R

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．

解答：解：（1）电热丝工作时的功率：
P=

U2

R2

=

(220V)2

44Ω

=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=

U1

R0+R1

，即：0.06A=

9V

R0+100Ω

，
∴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．