Question

【题目】如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220 V的电源和阻值R=88 Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20 Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80 Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50 mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40 mA时，衔铁被释放接通工作电路。

（1）工作电路正常工作时，R在1 min内产生的热量是多少？

（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50 Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

温度/℃	90	80	66	60	50	46	40	36	35	34
R1/Ω	10	20	40	50	70	80	100	120	130	140

Answer 1

【答案】（1） （2）6V （3）35°C~80°C

【解析】

（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成，则R在1min内产生的热量为：

（2）当温度为60℃时，由表格数据可知R1=50Ω，已知此时滑动变阻器R2=50Ω，则控制电路的总电阻为：

R=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω

此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：

I=50mA=0.05A

由欧姆定律可得，控制电路的电源电压为：

U=IR=0.05A×120Ω=6V

（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为：

滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：

R1=R大-R2-R0=120Ω-80Ω-20Ω=20Ω

由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最小为：

滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：

R′1=150Ω-20Ω=130Ω

由表中数据知可控制的最低温度为35℃；