问题
问答题
小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中．
| 温度/℃ | … | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | … |
| 热敏电阻阻值/Ω | … | 350 | 300 | 250 | 210 | 175 | … |
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0=50Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；
“工作电路”由工作电源U2（U2=10V）、发热电阻R2（R2=5Ω）、导线等组成．问：
（1）工作电路工作时的电流为多大？电阻R2的发热功率为多大？
（2）若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？
（3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
答案
（1）工作电路工作时的电流：I2=
=U2 R2
=2A；10V 5Ω
电阻R2的发热功率：P2=U2I2=10V×2A=20W；
（2）因为电阻消耗的电能等于电流通过电阻时产生的热量，即W2=P2t=Q，
所以t=
=Q P2
=600s；1.2×104J 20W
（3）当R1温度为50℃时，其阻值R1=250Ω；
因为R1和R0串联，
所以R总=R1+R0=250Ω+50Ω=300Ω；
因此，控制电路的最小电压为：U1=I1R总=0.02A×300Ω=6V．
答：（1）工作电路工作时的电流为2A．电阻R2的发热功率为20W．
（2）若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作600s．
（3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为6V．
