Question

15．現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲（額定電壓220V）、電源、電磁繼電器、開關(guān)和導線若干，如圖所示．
（1）試設(shè)計一個溫控電路，作線代替導線連接該電路圖．要求溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電．
（2）此處的熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律應(yīng)該是熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減�。�
（3）經(jīng)測定，電爐絲的電阻為60歐姆，電爐絲自動通電供熱時，10分鐘內(nèi)可以使質(zhì)量為220千克的室內(nèi)空氣溫度平均伸高1℃，加熱效率為50%，試計算空氣的比熱大小？

Answer 1

分析 （1）電路分為控制電路與工作電路兩部分，根據(jù)題意確定電路的連接方式，然后作出電路圖．
（2）根據(jù)熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系分析答題．
（3）應(yīng)用比熱容公式求出空氣的比熱容．

解答 解：（1）溫度低于某一溫度時，電磁繼電器斷開，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，電磁繼電器接通，電爐絲與電源斷開，可以自動斷電，熱敏電阻Rt與電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路．
電路圖如圖所示：

（2）該溫控電路的原理為：①當溫度低于某一值時，熱敏電阻的阻值變得很大，通過電磁繼電器的電流較小，繼電器無法吸引銜鐵P，K處接通，電爐絲處于加熱狀態(tài)；
②當溫度高于某一值時，熱敏電阻的阻值變得很小，通過電磁繼電器的電流較大，繼電器吸引銜鐵P，K處斷開，電爐絲停止加熱；
由此可知：熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減�。�
（3）電爐絲產(chǎn)生的熱量：
Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（220V）^{2}}{60Ω}$×10×60s=484000J，
空氣吸收的熱量：Q_吸=ηQ=484000J×50%=242000J，
由Q_吸=cm△t可知，空氣的比熱容：
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$=$\frac{242000J}{220kg×1℃}$=1100J/（kg•℃）；
故答案為：（1）如圖所示；（2）熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減�。唬�3）空氣的比熱是1100J/（kg•℃）．

點評 本題考查了設(shè)計電路圖、熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系、求比熱容，知道電路分為控制電路與工作電路是正確設(shè)計電路圖的關(guān)鍵．