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物理必考为防止湿手扳开关造成触电事故.宁宁同学为家中的灯暖型浴霸设计

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

为防止湿手扳开关造成触电事故,宁宁同学为家中的灯暖型浴霸设计了一个温度自动控制装置,如图12甲所示,其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图12乙所示.已知继电器线圈电阻R2为20Ω,电源电压U0=12V,浴霸共安装有4只标有“220V 250W”的灯泡,当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,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,浴霸电路闭合.求:(结果保留一位小数)abE物理好资源网(原物理ok网)

(1)标有“220V 250W”灯泡正常工作时的电流;abE物理好资源网(原物理ok网)

(2)浴霸电路闭合时,浴霸消耗的总功率;abE物理好资源网(原物理ok网)

(3)若将此装置安放在浴室内,浴室内温度可控制在什么范围?

试题答案

解:(1)∵P=UI,abE物理好资源网(原物理ok网)

∴灯泡正常工作时的电流I==≈1.1A;abE物理好资源网(原物理ok网)

(2)当浴霸电路闭合时:abE物理好资源网(原物理ok网)

浴霸消耗的总功率P=nPL=250W×4=1000W,abE物理好资源网(原物理ok网)

(3)当线圈中电流为I=50mA=0.05A时:abE物理好资源网(原物理ok网)

∵I=,abE物理好资源网(原物理ok网)

∴R1+R2===240Ω,abE物理好资源网(原物理ok网)

∴R1=240Ω-R2=240Ω-20Ω=220Ω,由图可得对应的温度为30℃;-----①abE物理好资源网(原物理ok网)

当电流为I′=40mA=0.04A时:abE物理好资源网(原物理ok网)

∵I=,abE物理好资源网(原物理ok网)

∴R1′+R2===300Ω,abE物理好资源网(原物理ok网)

∴R1′=300Ω-R2=300Ω-20Ω=280Ω,由图可得对应的温度为22℃;------②abE物理好资源网(原物理ok网)

由①②可知室内温度可控制在22℃~30℃范围内.abE物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)灯泡正常工作时的电流为1.1A.abE物理好资源网(原物理ok网)

(2)浴霸电路闭合时,浴霸消耗的总功率1000W.abE物理好资源网(原物理ok网)

(3)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在22℃~30℃范围内.abE物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是220V,额定功率是250W,由P=UI的变形公式可以求出灯泡正常工作时的电流.abE物理好资源网(原物理ok网)

(2)当浴霸电路闭合时,电路中四只电灯并联,知道每只灯的电功率,求出总电功率;abE物理好资源网(原物理ok网)

(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.abE物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了电功率计算公式的应用、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.abE物理好资源网(原物理ok网)

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