初三九年级人教版全一册第15章　探究电路 专题六　“控制电路＋工作电路”类问题 专题六　“控制电路＋工作电路”类问题课件

第15章　探究电路专题六　“控制电路＋工作电路”类问题,如图所示是喜欢创造发明的小平为冬季蔬菜大棚设计的一个自动控温系统，其内部电路由控制电路和加热电路两部分组成。控制电路中电源电压大小为18V且恒定不变，定值电阻R0＝1.8kΩ。R为热敏电阻，其阻值随环境温度变化情况如下表所示。加热电路中电源电压大小为220V，电阻R1是一根电热丝（阻值保持不变）。闭合开关S后，控温系统处于温度监测状态，当控制电路中电压表的示数高于12V时，开关S1自动闭合，电热丝发热，棚内温度升高；当电压表示数低于9V时，开关S1再自动断开，电热丝停止加热，从而使大棚始终处于适宜的温度范围内。求：,温度/℃141618202224262830R/kΩ43.63.22.82.42.01.61.20.8（1）开关S1闭合后，加热电路中电流大小为4A，求电阻R1的阻值；解：（1）电阻R1的阻值：R1＝＝＝55Ω,（2）在控温系统的控制下，大棚的最低温度；解：（2）由图可知：控制电路中R和R0串联，电压表测R两端的电压；由表可知：R阻值越大，温度越低，由串联电路的分压规律可知电压表示数越大，当电压表示数为12V时，R0两端的电压：U0＝U'－UR＝18V－12V＝6V电路中的电流：I'＝＝＝×10－2AR的阻值：R＝＝＝3.6×103Ω＝3.6kΩ由表格可知：大棚的最低温度是16℃。,（3）为了提高大棚内的最低温度，但大棚的最高温度不能超过28℃，小平打算在不更改电路其他元件和参数的情况下，仅将另一个定值电阻R2换R0接入电路，则使用该方法能够使最低温度最多上升到多少？,解：（3）大棚的温度为28℃，由表可知：R的阻值R'＝1.2kΩ＝1200Ω，此时电压表示数为9V，此时电路中的电流：I″＝＝＝7.5×10－3AR2两端的电压：U2＝U'－UR'＝18V－9V＝9V则R2的阻值：R2＝＝＝1200Ω＝1.2kΩ当电压表示数为12V时，R2两端的电压：U2'＝U'－UR＝18V－12V＝6V,此时电路中的电流：I1＝＝＝5×10－3A则此时R的阻值：R″＝＝＝2.4×103Ω＝2.4kΩ由表可知：此时最低温度为22℃。即：使用该方法能够使最低温度最多上升到22℃。,1.如图甲所示为某自动恒温箱内部的工作电路简图。恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，控制电路中电源两端的电压恒为15V，定值电阻R1的阻值为10kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示，电压鉴别器可通过内部装置控制加热电路中开关S的通断，当a、b间的电压Uab小于5V时，开关S接通，恒温箱内的电热丝通电发热，箱内温度升高；当Uab大于6V时，开关S断开，电热丝停止加热。求：甲乙（第1题）,（1）当a、b间的电压Uab等于5V时，通过定值电阻R1的电流大小；解：（1）由图甲知：控制电路中电压鉴别器并联在定值电阻R1的两端当Uab＝5V时，通过定值电阻R1的电流：I＝＝＝5×10－4A,（2）该恒温箱的温度将保持在什么范围？解：（2）由题意可知：当Uab小于5V时，开关S接通，当Uab＝5V时，U2＝U－Uab＝15V－5V＝10V由串联电路特点和欧姆定律得：＝＝则R2＝·R1＝×10kΩ＝20kΩ由图像可知：t＝25℃由题意可知：当Uab'大于6V时，开关S断开，电热丝停止加热,此时U2'＝U－U'ab＝15V－6V＝9V则：＝＝化简得：R2'＝·R1＝×10kΩ＝15kΩ由图像可知：t'＝35℃故该恒温箱的温度将保持在25～35℃之间,（3）*若想使此恒温箱内的最高温度升高到50℃，在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下，只需在电路中增加一个电阻，请通过计算说明应使用多大的电阻？如何连接？,解：（3）由图像可知：当恒温箱内温度为50℃时，热敏电阻阻值为10kΩ，不更换电源、鉴别器、R1和R2，Uab＝6V时，加热开关断开此时通过热敏电阻的电流：I高＝＝＝9×10－4A此时ab间的电阻：Rab＝＝＝×104Ω＝kΩ＜R1＝10kΩ则应给R1并联一个电阻R则＝＋,即：＝＋解得：R＝20kΩ故若想使此恒温箱的最高温度升高到50℃，在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下，需给R1并联一个20kΩ的电阻,1.如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，该恒温箱工作环境的温度为15℃左右，恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，如图丙所示为R2阻值随温度变化的图像。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间。当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压UAB随之发生变化。电压鉴别器可通过内部装置控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。求：（第1题）,（1）恒温箱内部的温度为20℃时，通过热敏电阻R2的电流；解：（1）由图像可知：当恒温箱内部的温度为20℃时，R2＝25kΩ此时电路总电阻：R＝R1＋R2＝5kΩ＋25kΩ＝30kΩ＝3×104Ω则通过热敏电阻R2的电流：I＝＝＝4×10－4A,（2）该恒温箱内的温度将保持在什么范围？解：（2）当U1＝2V时，U2＝U－U1＝12V－2V＝10V因为＝＝所以R2＝·R1＝×5kΩ＝25kΩ由图像可知：t＝20℃当U1'＝3V时，U2'＝U－U1'＝12V－3V＝9V因为＝＝所以R2'＝·R1＝×5kΩ＝15kΩ由图像可知：t'＝35℃故该恒温箱的温度将保持在20～35℃之间,（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，通过计算说明可采取怎样的措施？,解：（3）由图像可知：当恒温箱内温度为45℃时，热敏电阻阻值为10kΩ，UAB＝3V时，加热开关断开通过热敏电阻的电流：I高＝＝9×10－4A此时R1的阻值变为：R1'＝≈3.3×103Ω＝3.3kΩ故若要升高恒温箱内的最高温度，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可以减小定值电阻R1的阻值