Question

“端娥四号”月球探测器内部温度保护系统原理如图甲所示，电源输出电功率恒为2.5W，R为热敏电阻，阻值随温度变化的情况如图乙所示，螺线管电阻不计，该系统可在温度过高或过低时切断工作电路，调节R₀＝8Ω，当工作电路刚好被接通时，测得R两端的电压比R₀两端的电压低3V，此时R＝_______，电流为_______A；若要增大工作电路的温度工作范围，应将电阻箱R₀的阻值调_________（选填“大”或“小”）。

Answer

2 0.5 小

【解析】

[1][2]由图甲的电路图知，热敏电阻R与R0串联，当调节R0=8Ω，且电路刚好被接通时，根据题意有

P=I2(R+R0)，I(R0-R)=3V

即

2.5W=I2(R+8Ω)，I(8Ω-R)=3V

解以上两式得

R=2Ω，I=0.5A

[3]由图乙知，热敏电阻阻值的变化情况是：温度较低时，电阻较大，随着温度的升高，电阻先减小再增大，那么温度保护系统的工作原理是：在温度较低时，热敏电阻的阻值相当大，那么此时通过电路的电流相对较小，螺线管的磁性较弱，不能吸下衔铁，则工作电路会被切断；而随着温度升高，热敏电阻的阻值先减小再增大，其阻值减小到一定程度，通过电路的电流足够大，螺线管的磁性足够强时，衔铁被吸引下来，工作电路接通；当热敏电阻的阻值增大到一定程度，螺线管的磁性过小，不能吸下衔铁，工作电路又断开。若要增大工作电路的温度工作范围，应将电阻箱R0的阻值调小，因为热敏电阻R与R0串联，将电阻箱R0的阻值调小，则在相同温度时通过电路的电流相对较大，那么螺线管的磁性相对增强，于是工作电路的温度范围随之增大。