Question

如圖1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恒溫箱原理簡圖． 箱內(nèi)電阻R_l為定值電阻，R₂為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖線如圖2所示，電源電壓為12V．當電壓鑒別器的兩接入點a，b間的電壓U_ab小于2V時，鑒別器將使開關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U_ab大于4V時，鑒別器將使S斷開，停止加熱．則（　　）

A．為了將恒溫箱內(nèi)最低溫度控制在15℃，需R₁=10kΩ

B．降低電源電壓，可降低恒溫箱內(nèi)的最低溫度

C．增大R₁電阻值，可提高恒溫箱內(nèi)的最低溫度

D．當R₁=5kΩ時，可將恒溫箱內(nèi)最高溫度控制在50℃

Answer 1

分析：（1）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)電路的電壓特點分別求出U_ab小于2V時、U_ab大于4V時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，由圖象得出對應的溫度即為該恒溫箱內(nèi)溫度的最低、最高溫度；
（2）電壓鑒別器功能不變時，U_ab不變，根據(jù)歐姆定律分析降低電源電壓或增大R₁電阻值時，電路中電流的變化、R₂阻值的變化，查表可知溫度的變化．

解答：解：A、由圖2可知，R₂=25kΩ，恒溫箱內(nèi)最低溫度控制在15℃時U₁=2V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴R₂兩端電壓：
U₂=U-U₁=12V-2V=10V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：
I=

U1

R1

=

U2

R2

，即

2V

R1

=

10V

25kΩ

，
解得：R₁=5kΩ，故A不正確；
B、降低電源電壓時，電路中的電流減小，U_ab不變時R₂的阻值變小，由圖可知，溫度更高，可以提高恒溫箱內(nèi)的最低溫度，故B不正確；
C、增大R₁電阻值時，電路中的電流減小，U_ab不變時，在U₂不變，I變小，可知R₂變大，查表可得，溫度更低，故C不正確；
D、當R₁=5kΩ時，U₁=4V時恒溫箱內(nèi)溫度最高，
R₂兩端電壓：
U₂′=U-U₁′=12V-4V=8V，
電路中的電流：
I′=

Uab

R1

=

4V

50000Ω

=8×10^-4A，
則
R₂′=

U2

I′

=

8V

8×10-4A

=10⁴Ω=10kΩ，
由圖乙知當R₂=10kΩ時，對應的溫度為50℃，故D正確．
故選D．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是根據(jù)圖象得出相關的信息．此類題型較為常見，并且難度相對較大，應在認真審題的基礎上聯(lián)系所學物理知識進行解答．