如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内。电源电压U=6V,继电器线圈的电阻可不计...
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如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内。电源电压U=6V,继电器线圈的电阻可不计。如图为热敏电阻的R1﹣t图象,且已知在50~150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1×t=k(常数);电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合。已知此时可变电阻R2=225Ω,恒温箱保持60℃恒温。图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源,它的额定功率是1500W。
(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端?
(3)根据统计,正常情况下,温度控制箱内的加热器,每天加热50次,每次加热10min,恒温箱每天消耗电能多少kW•h?
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为多少?
【回答】
(1)75Ω;(2)A、B端;(3)12.5kW•h。(4)255Ω。
【解析】
(1)由题可知,恒温箱保持60℃时,可变电阻R2=225Ω,电流是20mA=0.02A,电源电压为6V,则根据欧姆定律可得控制电路的总电阻:;
由电阻的串联可得,60℃时热敏电阻R1的阻值:R1=R﹣R2=300Ω﹣225Ω=75Ω;
(2)由如图可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小,可见温度越高,控制电路中的电流越大,当电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合,加热电路应当断开,所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
(3)恒温箱内的加热器正常工作时的功率为1500W,每天加热50次,每次加热10min,则恒温箱每天消耗电能:;
(4)由题可知,R1t=常数,由1小题可知,当温度是60℃时,热敏电阻为75Ω,则当温度是100℃时,设热敏电阻为R′1,则有:75Ω×60℃=R′1×100℃,解得:R′1=45Ω;由于继电器的衔铁被吸合时,电路中的电流仍然为20mA,则控制电路的总电阻仍然为R=300Ω,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和,可变电阻R2的阻值:R2=R﹣R′1=300Ω﹣45Ω=255Ω。
答:(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是75Ω;
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
(3)恒温箱每天消耗电能12.5kW•h。
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为255Ω。
知识点:欧姆定律
题型:计算题
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