如图甲为恒温箱控制电路,热敏电阻 R1和加热电阻 R3(R3未画出)都处于恒温箱内,R3=22Ω.电源电压 U=6V,继电器线圈的电阻不计.图乙为热敏电阻的 R1-t 图象,在 50~150℃范围内热敏电阻的阻值与其温度的乘积为定值;R2是可变电阻.当线圈中的电流达到 20mA 时,继电器的衔铁被吸合,此时 R2=225Ω,恒温箱保持60℃恒温.下列说法正确的是( )
A. 恒温箱的加热器应接在 CD 端
B. 电阻 R2的阻值调为 255Ω时,可使恒温箱内的温度保持100℃
C. 恒温箱60℃时热敏电阻 R1的阻值是 300Ω
D. 恒温箱的加热器加热 12min,消耗的电能为 0.5kW•h
答案:B
解析:
A.由图乙可知,恒温箱内的温度升高时,热敏电阻的阻值随之减小,电路中的电流增大,当电流达到20mA时,电磁铁能够吸引下衔铁,使动触点与C、D所在的电路接通.若把加热器接在此电路中,会使恒温箱内的温度持续升高,相应的,热敏电阻的阻值继续减小,电流持续增大,电磁铁的磁性继续增强,使CD这个电路始终接通,加热器永远工作,达不到控制温度的目的,所以,要把恒温箱的加热器应接在A、B端,故A错误;
B.设此时热敏电阻的阻值为R1,根据欧姆定律得:
R总=U/I=6V/(20×10−3A)=300Ω
电阻R2的阻值调为255Ω时,由电阻的串联规律:
R1=R总-R2=300Ω-255Ω=45Ω
因R1•t=常数
故:75Ω×60°C=45Ω×t
t=100°C,故B正确;
C.当温度达到60℃时,电路中的电流为20mA,由I=U/R可得总电阻:
R=U/I'=6V/0.02A=300Ω,此时R2=225Ω,
则串联电路的电阻特点可知:
R1=R-R2=300Ω-225Ω=75Ω,故C错误;
D.加热电阻R3=22Ω(R3未画出),电源电压U=220V,恒温箱的加热器加热12min,消耗的电能为:
W=U2t/R3=(220V)2×12×60s/22Ω=1.584×106J=0.44kW•h,故D错误.
故选B.
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