Question

如圖甲所示電路是在環(huán)境溫度為10℃左右的條件下工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖．箱內(nèi)電阻R_l=5kΩ，R₂為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖線如圖乙所示，電源電壓為12V．當(dāng)電壓鑒別器的兩接入點(diǎn)a，b間的電壓U_ab小于2V時(shí)，鑒別器將使開(kāi)關(guān)S接通，使恒溫箱內(nèi)的電熱絲通電而發(fā)熱，從而使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)U_ab大于4V時(shí)，鑒別器將使S斷開(kāi)，停止加熱．

（1）從圖乙中讀出環(huán)境溫度為10℃時(shí)的熱敏電阻R₂電阻值為

30

kΩ．
（2）試通過(guò)計(jì)算判定該恒溫箱內(nèi)的溫度將保持在怎樣的范圍內(nèi)？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象直接讀出環(huán)境溫度為10℃時(shí)的熱敏電阻R₂電阻值．
（2）由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表鑒別器與R₁并聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)分別求出U_ab小于2V時(shí)、U_ab大于4V時(shí)R₂兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流和R₂的阻值，由圖象得出對(duì)應(yīng)的溫度即為該恒溫箱內(nèi)溫度的變化范圍．

解答：解：（1）由圖象可知，環(huán)境溫度為10℃時(shí)的熱敏電阻R₂電阻值為30kΩ．
故答案為：30．
（2）當(dāng)U_ab=2V時(shí)，
R₂兩端電壓U₂=U-U₁=12V-2V=10V，
I=

Uab

R1

=

2V

5000Ω

=4×10^-4A，
R₂=

U2

I

=

10V

4×10-4A

=25000Ω=25kΩ，
由圖乙知當(dāng)R₂=25kΩ時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為15℃；
當(dāng)U_ab=4V時(shí)，
R₂兩端電壓U₂=U-U₁=12V-4V=8V，
I′=

Uab

R1

=

4V

5000Ω

=8×10^-4A，
R₂=

U2

I′

=

8V

8×10-4A

=10⁴Ω=10kΩ，
由圖乙知當(dāng)R₂=10kΩ時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為50℃；
即恒溫箱內(nèi)的溫度保持在15℃～50℃之間．
答：恒溫箱內(nèi)的溫度保持在15℃～50℃之間．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出相關(guān)的信息．此類題型較為常見(jiàn)，并且難度相對(duì)較大，應(yīng)在認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上聯(lián)系所學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行解答．