科技小組的同學設計瞭如圖*所示的恆温箱温控電路，它包括控制電路和受控電路兩部分，用於獲得高於室温、且温度在一定...

問題詳情：

科技小組的同學設計瞭如圖*所示的恆温箱温控電路，它包括控制電路和受控電路兩部分，用於獲得高於室温、且温度在一定範圍內變化的“恆温”．其中控制電路電源電壓為36 V，R為可變電阻，Rt為熱敏電阻（置於恆温箱內），熱敏電阻阻值隨温度變化的關係如圖乙所示，繼電器線圈電阻R0為50 Ω．已知當控制電路的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小到0.036 A時，銜鐵會被釋放．加熱器的規格是“220 V  1000 W”，恆温箱內部空間大小是2 m3，空氣的密度是1.30 kg/m3，比熱容是103 J/（kg·℃）．

（1）如圖*所示狀態，通過加熱器的電流多大？

（2） 加熱器產生的熱量有80 %轉化為恆温箱內空氣的內能，若使恆温箱內空氣温度從25℃升高到65℃，加熱器需正常工作多長時間？

（3） 若要使恆温箱內可獲得上限為100℃的“恆温”，當可變電阻R調節到多大？

（4）如果需要將恆温箱內的下限温度設為50℃的“恆温”，則應將可變電阻R調節為多大？

【回答】

（1）4.55A（2）130s（3）450Ω（4）150Ω

【解析】

(1)由圖*所示電路可以知道，工作電路是通路，加熱器處於加熱狀態。受控電路電源電壓為220V，加熱器的規格“220V 1000W”，此時加熱器在額定電壓下工作，其電流為： (2) 恆温箱內空氣温度從25℃升高到65℃需要吸收的熱量為：

設加熱器需正常工作時間為t，則放出的熱量為W=Pt（其中P=1000W），

根據已知列方程如下：80%×Pt=1.04×105J，計算得t=130s；

(3) 若要使恆温箱內可獲得上限為100℃的“恆温”，欲使電流達到0.04A的最高銜接電流，控制電路的電阻應該為，讀圖乙可知100℃時熱敏電阻的阻值為400Ω，所以可變電阻R此時調節為：900Ω－400Ω－50Ω=450Ω； (4) 當獲得最高温度為50℃時，欲使電流達到0.036A的最低釋放電流，控制電路的電阻應該為，讀圖乙可知50℃時熱敏電阻的阻值為800Ω，所以可變電阻R此時調節為：1000Ω－800Ω－50Ω=150Ω；

知識點：歐姆定律

題型：計算題