Question

如图（a）所示为某自动恒温箱的原理简图，箱内电源E的内阻不计，电阻R₁=20kΩ，R₂=10kΩ，R_t为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图（b）所示．

（1）当热敏电阻R_t=20kΩ时，恒温箱内的温度为______℃．
（2）如果U_a=U_b，箱内的温度保持不变．那么，当箱内的温度降低时，U_a______ U_b（填“＞”、“=”或“＜”），电压鉴别器就会令开关S导通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度升高．当箱内的温度升高时，U_a______ U_b（填“＞”、“=”或“＜”），电压鉴别器就会令开关S断开，停止加热．
（3）调节滑动变阻器的阻值，使R₃=60kΩ，这时恒温箱内的温度可以恒定在______℃．
（4）若保持R₃阻值不变，欲使恒温箱内的温度升高，应如何更换电阻R₁或R₂？请提出一种可行方案并说明理由．

Answer

该题的电路的结构类似于惠斯通电桥，当Ua=Ub时，满足，根据这一关系，代人对应的数据，即可解答．
【解析】
（1）读图可知，当热敏电阻Rt=20kΩ时，恒温箱内的温度为30℃．
（2 ） 当Ua=Ub时，满足  ①；当箱内的温度降低时，Rt增大，，Ub增大，所以Ua＜Ub．反之，Rt减小时，，Ub减小，所以Ua＞Ub．
（3）由①公式得：．
查图（b）可知，当热敏电阻的电阻是60kΩ时，对应的温度是15°C．
（4）若保持R3阻值不变，欲使恒温箱内的温度升高，即Rt的电阻值减小，根据公式可采用的方法是增大电阻R1或减小电阻R2
故答案为：（1）30；（2）＜，＞；（3）15
（4）将R1换成阻值更大的电阻（或将R2换成阻值更小的电阻）．因为R1增大能使Ua＜Ub，S导通，恒温箱的温度升高，使Rt的阻值变小，在新的温度下达到平衡．