熱敏電阻是一種用半導(dǎo)體材料制成的電阻,它的阻值隨溫度的變化會發(fā)生明顯改變,圖甲所示是某熱敏電阻的R-t圖象.圖乙所示為一個用該熱敏電阻R和繼電器組成的簡單恒溫箱溫控電路.繼電器線圈的電阻R0為150Ω,電源E1兩端的電壓為6V且保持恒定.AB之間接加熱電阻絲作為加熱器,加熱器的工作電壓為220V.繼電器銜鐵未吸合時,加熱電阻絲工作,恒溫箱的溫度將升高.繼電器銜鐵被吸合后,加熱器停止工作.通過調(diào)節(jié)可變電阻R'的大小,可以設(shè)置恒溫箱的溫度.當(dāng)R'=100Ω時,剛好可以實(shí)現(xiàn)100℃的恒溫控制.如果要使恒溫箱能夠設(shè)置50℃至150℃之間的溫度,那么可變電阻R'的阻值調(diào)節(jié)范圍應(yīng)該在
60~120
60~120
Ω之間.
分析:根據(jù)題意可知,當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時,控制電路中繼電器銜鐵要吸合時,切斷加熱電路,故無論設(shè)定溫度的高低,都應(yīng)調(diào)節(jié)變阻器使電路中的電流不變,即電路中的總電阻不變,根據(jù)圖象讀出50℃、100℃、150℃時控制電路的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)分別求出變阻器接入電路中的電阻,進(jìn)一步根據(jù)該熱敏電阻R隨溫度的特點(diǎn)得出答案.
解答:解:根據(jù)題意可知,當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時,控制電路中繼電器銜鐵要吸合時,切斷加熱電路,
∵銜鐵吸合工作時電流即線圈中的電流一定,且電源的電壓不變,
∴根據(jù)歐姆定律可知,無論設(shè)定溫度的高低,電路中的總電阻不變,
由圖甲可知,100℃的恒溫控制時R=50Ω,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴電路中的總電阻R=R0+R+R′=150Ω+50Ω+100Ω=300Ω;
當(dāng)恒溫箱設(shè)置50℃時,由圖甲可知R=90Ω,
變阻器接入電路中的電阻R′=R-R0-R=300Ω-150Ω-90Ω=60Ω,
當(dāng)恒溫箱設(shè)置150℃時,由圖甲可知R=30Ω,
變阻器接入電路中的電阻R′=R-R0-R=300Ω-150Ω-30Ω=120Ω,
∵圖甲中,該熱敏電阻R隨溫度的升高而減小,
∴要使恒溫箱能夠設(shè)置50℃至150℃之間的溫度,可變電阻R'的阻值調(diào)節(jié)范圍應(yīng)該在60~120Ω.
故答案為:60~120.
點(diǎn)評:本題考查了電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是讀懂題意得出無論設(shè)定溫度的高低、電路中的總電阻不變,對學(xué)生分析信息、得出有用信息的能力要求較高.
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