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下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图。控制电路由热敏电阻R1、滑动变阻器R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电源U1(U1=8V)、开关、导线等组成。热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表。当线圈中的电流大于或等于20mA时,电磁铁的衔铁被吸下。工作电路由电源U2(U2=220V)、发热电阻R2 (R2=110Ω)、导线等组成。

温度/

30

35

40

45

50

热敏电阻阻值

350

300

250

200

160

问:

(1)为使恒温箱温度升高到一定值时,工作电路自动断开,导线端点C应接哪个接线柱?

(2)若设定恒温箱的温度最高为45,则控制电路中的滑动变阻器的阻值为多大?

(3)“工作电路工作时的电流为多大?

(4)若要发热电阻R2产生1.32×105J的热量,则工作电路需工作多长时间?

(5)“控制电路中用到了哪些物理知识?请说出两点。

答案

解:(1)导线C应接A接线柱。   

(2)当温度为45时,R1=200Ω控制电路中的电流I1=20mAR1R0串联,由串联电路电流关系、电压关系及欧姆定律得:U1= I1 R1+ I1 R0

滑动变阻器的阻值:  

 (3)工作电路工作时的电流I2= U2/ R2=220V/110Ω=2A     

 (4)由焦耳定律:得工作电路需工作时间                    

(5)电流的磁效应;欧姆定律;通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强;电路两端电压一定时,电阻越小,电流越大;杠杆原理等。

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