Question

【題目】熱帶魚需要在一定的溫度范圍才能正常的生長，如圖甲是某同學家的水族箱工作原理圖，水族箱內安裝的電熱絲R1上標有“220V 200W”的字樣，Rx為熱敏電阻，R2為滑動變阻器，當水面到達圖中所示的位置，接觸開關S1就會導通，水溫由22℃升高到設定值28℃，開關S2斷開，水溫自然冷卻到22℃時開關S2閉合，再次使水升溫，水族箱循環工作使箱內水溫穩定在熱帶魚正常的生長范圍之內，水溫隨時間變化圖像如圖乙所示求：

(1)熱敏電阻Rx隨溫度的升高而_____（選填“增大”或“減小”），理由是：_____；

(2)水族箱正常加熱時，通過電熱絲的電流是多少？_____

(3)該水族箱一天消耗的電能；_____

(4)若要將水族箱內的最高溫度調至30℃，滑動變阻器R2的滑片應向_____（選填“左”或“右”）移動。

Answer 1

【答案】增大 Rx增大，總電阻增大，總電流減小 電磁鐵磁性減弱，S2斷開 0.91A 4.8×106 J 左

【解析】

(1)[1]由圖可知，熱敏電阻Rx與滑動變阻器R2和通電螺線管串聯后接在5V的電源上：若熱敏電阻Rx 隨溫度的升高而減小，根據電阻的串聯，總電阻減小，由歐姆定律，電路的總電流變大，通電螺線管的磁性增強，銜鐵S2被吸引，則R1所在加熱電路連通，水廂內水溫升高，因熱敏電阻Rx 隨溫度的升高而減小，重復上面的過程，加熱電路一直工作，不符合題意；若熱敏電阻Rx 隨溫度的升高（當溫度從22℃升高到28℃）而增大，根據電阻的串聯，總電阻減大，由歐姆定律，電路的總電流變小，通電螺線管的磁性減弱，銜鐵S2在彈力的作用下切斷路加熱電路，加熱電路停止工作，符合題意。

(2)[2]正常工作時電熱絲的電流：

I= 0.91A

(3)[3]由圖乙可知，水族 箱 一個 循 環用 時 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循環

=3.6

個循環，前三個工作循環，每個工作時間（加熱時間）為 100 min，第四個工作循環 所用時間為

0.6×400 min=240min

故加熱的工作時間仍為 100 min，總工作時間

t=3×100 min+100 min=400min

消耗的電能

W=Pt=200 W×400×60s=4.8×106 J

(4)[4]水溫提高會使熱敏電阻的阻值增大，根據

I=

在電路中電流一定時，故需減小滑動變阻器電阻，因此應將滑片向左移。