Question

為防止?jié)袷职彘_(kāi)關(guān)造成觸電事故，小宇同學(xué)為家中的燈暖型浴霸（冬季家庭洗浴時(shí)取暖時(shí)用的電器）設(shè)計(jì)了一個(gè)溫度自動(dòng)控制裝置，如圖甲所示．其中半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值R₁隨溫度變化的曲線如圖乙所示．已知繼電器線圈電阻R₂為20Ω，電源的電壓U恒為12V．浴霸共安裝有4只“220V  250W”的燈泡，當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，浴霸電路斷開(kāi)；當(dāng)線圈中的電流小于或等于40mA時(shí)，繼電器的銜鐵被釋放，浴霸電路閉合．求：
（1）浴霸電路閉合時(shí)，通過(guò)浴霸的總電流．
（2）若將此裝置放在浴室內(nèi)，浴室內(nèi)的溫度可控制在什么范圍？

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)浴霸電路閉合時(shí)，電路中四只電燈并聯(lián)，知道每只燈的電功率，求出總電功率，再利用P=UI求通過(guò)浴霸的總電流；
（2）取臨界情況，當(dāng)電流為50mA時(shí)和當(dāng)電流等于40mA時(shí)，知道電源電壓U，分別求出總電阻，利用串聯(lián)電阻的特點(diǎn)求熱敏電阻R₁的大小，對(duì)應(yīng)圖象找出溫度值，從而得到浴室內(nèi)溫度的變化范圍．
解答：解：（1）當(dāng)浴霸電路閉合時(shí)：
P_總=nP_L=250W×4=1000W，
通過(guò)浴霸的總電流：
I==≈4.5A；
（2）取臨界情況，當(dāng)電流為I=50mA=0.05A時(shí)：
∵R₁+R₂===240Ω，
∴R₁=240Ω-R₂=240Ω-20Ω=220Ω，由圖可得對(duì)應(yīng)的溫度為30℃；-----①
當(dāng)電流為I′=40mA=0.04A時(shí)：
∵R₁′+R₂===300Ω，
∴R₁′=300Ω-R₂=300Ω-20Ω=280Ω，由圖可得對(duì)應(yīng)的溫度為22℃；------②
由①②可知室內(nèi)溫度可控制在22℃～30℃范圍內(nèi)．
答：（1）浴霸電路閉合時(shí)，通過(guò)浴霸的總電流約為4.5A．
（2）若將此裝置放在浴室內(nèi)，浴室內(nèi)的溫度可控制在22℃～30℃范圍內(nèi)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功率計(jì)算公式的應(yīng)用、串聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用、電磁鐵的應(yīng)用，能從熱敏電阻阻值R₁隨溫度變化圖象上搜集到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．