（2014•包头）某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示

（2014•包头）某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示．“控制电路”中的热敏电阻R₁的阻值随温度变化的曲线如图乙所示．电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R₀，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合．

求（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡在1min内产生的热量是多少？
（2）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U₁最小值是多少？
（3）若电源U₁电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？

lishihuan1985 1年前已收到1个回答举报

西各个幼苗

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解题思路：（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据Q=W=Pt求出每盏灯泡在1min内产生的热量；
（2）先从表格中找出温度为40℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
（3）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U₀，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R₁的大小，对应图象找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围．

（1）每盏灯泡正常工作时的功率P=440W，在1min内产生的热量：
Q=W=Pt=440W×60s=2.64×10⁴J；
（2）当R₁温度为40℃时，其阻值R₁=170Ω；
因为R₁和R₀串联，
所以R_总=R₁+R₀=170Ω+30Ω=200Ω；
因此，控制电路的最小电压为：U₁=I₁R_总=0.05A×200Ω=10V；
（3）取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=[U/R]可得：
R₁+R₀=
U1
I=[12V/0.05A]=240Ω，
则R₁=240Ω-R₀=240Ω-30Ω=210Ω，由图可得对应的温度为32℃；
当电流为I′=40mA=0.04A时：
因R₁′+R₀=
U1′
I′=[12V/0.04A]=300Ω，
则R₁′=300Ω-R₀=300Ω-30Ω=270Ω，由图可得对应的温度为23℃；
所以，室内温度可控制在23℃～32℃范围内．
答：（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡在1min内产生的热量是2.64×10⁴J；
（2）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U₁最小值是10V；
（3）若电源U₁电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制的范围为23℃～32℃．

点评：
本题考点：电路的动态分析；欧姆定律的应用；电功的计算．

考点点评：本题考查了电功计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用，能从热敏电阻阻值R1随温度变化图象上搜集到相关信息是本题的关键．

1年前

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