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物理必考有一种电加热恒温箱.工作原理如图甲所示.控制电路由电压为U1

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示.gkf物理好资源网(原物理ok网)

(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量.gkf物理好资源网(原物理ok网)

(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值.gkf物理好资源网(原物理ok网)

(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由.gkf物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:(1)电热丝工作时的功率:gkf物理好资源网(原物理ok网)

P===1100W,gkf物理好资源网(原物理ok网)

在10min内产生的热量:gkf物理好资源网(原物理ok网)

Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J;gkf物理好资源网(原物理ok网)

(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=100Ω,gkf物理好资源网(原物理ok网)

由题知,此时控制电路的电流I=60mA=0.06A,gkf物理好资源网(原物理ok网)

∵I=,即:0.06A=,gkf物理好资源网(原物理ok网)

∴电阻箱R0应接入电路的阻值:gkf物理好资源网(原物理ok网)

R0=50Ω;gkf物理好资源网(原物理ok网)

(3)若要提高恒温箱的设定温度,由图乙知道,热敏电阻的阻值R1将减小,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R0的阻值必须调大.gkf物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)求电热丝工作时的功率为1100W,在10min内产生的热量为6.6×105J.gkf物理好资源网(原物理ok网)

(2)电阻箱R0应接入电路的阻值为50Ω;gkf物理好资源网(原物理ok网)

(3)为了让衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需60mA,R0的阻值必须调大.gkf物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)知道工作电路的电压和电热丝的电阻,利用P=求电热丝工作时的功率;又知道工作时间,利用Q=W=Pt求加热10min产生的热量;gkf物理好资源网(原物理ok网)

(2)恒温箱的温度为50℃,从图乙的出热敏电阻的阻值,此时电路中的电流为60mA,衔铁被吸合,切断工作电路,又知道控制电路的电压,利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值;gkf物理好资源网(原物理ok网)

(3)从图乙可知,要提高恒温箱的设定温度,就要减小热敏电阻的阻值;但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为60mA,根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值,即R0的阻值必须调大.gkf物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题题干大、看起来复杂,属于“纸老虎”型题目,分析时从题目要求入手,需要什么条件再从题干中寻找,一般都很容易.gkf物理好资源网(原物理ok网)

物理解题技巧分享:惯性定律:不受外力是条件,保持匀直或静止,平衡效果合为零,相当没有受外力。

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