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有一种电加热恒温箱,工作原理如图1所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、...

有一种电加热恒温箱,工作原理如图1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R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的阻值随温度变化关系如图2所示.
(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量.
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R应接入电路的阻值.
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由.
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(1)知道工作电路的电压和电热丝的电阻,利用P=求电热丝工作时的功率;又知道工作时间,利用Q=W=Pt求加热10min产生的热量; (2)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; (3)从图乙可知,要提高恒温箱的设定温度,就要减小热敏电阻的阻值;但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA,根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值,即R的阻值必须调大. 【解析】 (1)电热丝工作时的功率: P===1100W, 在10min内产生的热量: Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J; (2)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=,即:0.06A=, ∴电阻箱R应接入电路的阻值: R=50Ω; (3)若要提高恒温箱的设定温度,由图乙知道,热敏电阻的阻值R1将减小,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R的阻值必须调大. 答:(1)求电热丝工作时的功率为1100W,在10min内产生的热量为6.6×105J. (2)电阻箱R应接入电路的阻值为50Ω; (3)为了让衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA,R的阻值必须调大.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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