Question

小明在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如下表，并將該型號(hào)的熱敏電阻應(yīng)用于如圖所示由“控制電路”和“工作電路”組成的恒溫箱電路中。

      

“控制電路”由熱敏電阻R₁、電磁鐵（線圈阻值R₀=50）、電源U₁、開(kāi)關(guān)等組成，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路則斷開(kāi)；“工作電路”由工作電源U₂（U₂=10V）、發(fā)熱電阻R₂（R₂=5）、導(dǎo)線等組成。問(wèn)：
（1）工作電路工作時(shí)的電流為多大？電阻R₂的發(fā)熱功率為多大？
（2）若發(fā)熱電阻R₂需提供1.2×10⁴J的熱量，則工作電路要工作多長(zhǎng)時(shí)間（不計(jì)熱量的損失）？
（3）若恒溫箱的溫度最高不得超過(guò)50℃，則控制電路的電源電壓U₁最小值為多大？

Answer 1

解：（1）工作電路工作時(shí)的電流I₂ ==10V/5Ω= 2A
      電阻R₂的發(fā)熱功率P₂ = U₂I₂ =10V×2A = 20W
（2）∵W₂ = P₂ t =Q
      ∴ t ==1.2×10⁴J/20W= 600s
（3）當(dāng)R₁溫度為50℃時(shí)，其阻值R₁ = 250Ω
      ∵R₁和R₀串聯(lián)
      ∴R_總 = R₁＋R₀ = 250Ω＋50Ω = 300Ω
      因此，控制電路的最小電壓為：U₁ = I₁R_總 = 0.02A×300Ω = 6V