问题 计算题

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。

      

“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50)、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=5)、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

解:(1)工作电路工作时的电流I2 ==10V/5Ω= 2A

      电阻R2的发热功率P2 = U2I2 =10V×2A = 20W

(2)∵W2 = P2 t =Q

      ∴ t ==1.2×104J/20W= 600s

(3)当R1温度为50℃时,其阻值R1 = 250Ω

      ∵R1和R0串联

      ∴R = R1+R0 = 250Ω+50Ω = 300Ω

      因此,控制电路的最小电压为:U1 = I1R = 0.02A×300Ω = 6V

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