Question

如圖（a）所示為某自動恒溫箱的原理簡圖，箱內(nèi)電源E的內(nèi)阻不計，電阻R₁=20kΩ，R₂=10kΩ，R_t為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖（b）所示．

（1）當熱敏電阻R_t=20kΩ時，恒溫箱內(nèi)的溫度為______℃．
（2）如果U_a=U_b，箱內(nèi)的溫度保持不變．那么，當箱內(nèi)的溫度降低時，U_a______ U_b（填“＞”、“=”或“＜”），電壓鑒別器就會令開關(guān)S導(dǎo)通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)的溫度升高．當箱內(nèi)的溫度升高時，U_a______ U_b（填“＞”、“=”或“＜”），電壓鑒別器就會令開關(guān)S斷開，停止加熱．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使R₃=60kΩ，這時恒溫箱內(nèi)的溫度可以恒定在______℃．
（4）若保持R₃阻值不變，欲使恒溫箱內(nèi)的溫度升高，應(yīng)如何更換電阻R₁或R₂？請?zhí)岢鲆环N可行方案并說明理由．

Answer 1

【答案】分析：該題的電路的結(jié)構(gòu)類似于惠斯通電橋，當U_a=U_b時，滿足，根據(jù)這一關(guān)系，代人對應(yīng)的數(shù)據(jù)，即可解答．
解答：解：（1）讀圖可知，當熱敏電阻R_t=20kΩ時，恒溫箱內(nèi)的溫度為30℃．
（2 ） 當U_a=U_b時，滿足  ①；當箱內(nèi)的溫度降低時，R_t增大，，U_b增大，所以U_a＜U_b．反之，R_t減小時，，U_b減小，所以U_a＞U_b．
（3）由①公式得：．
查圖（b）可知，當熱敏電阻的電阻是60kΩ時，對應(yīng)的溫度是15°C．
（4）若保持R₃阻值不變，欲使恒溫箱內(nèi)的溫度升高，即R_t的電阻值減小，根據(jù)公式可采用的方法是增大電阻R₁或減小電阻R₂
故答案為：（1）30；（2）＜，＞；（3）15
（4）將R₁換成阻值更大的電阻（或?qū)�R₂換成阻值更小的電阻）．因為R₁增大能使U_a＜U_b，S導(dǎo)通，恒溫箱的溫度升高，使R_t的阻值變小，在新的溫度下達到平衡．
點評：該題的電路的結(jié)構(gòu)類似于惠斯通電橋，可以使用惠斯通電橋的知識與方法來解決該問題，這需要有一定的知識遷移能力．屬于中檔題目．