【題目】小明利用實(shí)驗(yàn)室的電磁繼電器、熱敏電阻R1、可變電阻器R2等器件設(shè)計(jì)了一個恒溫箱控制電路,如圖甲所示。如圖乙是小明通過實(shí)驗(yàn)測得的R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線。

(1)電磁繼電器中電磁鐵上端是_____極(N/S)。

(2)當(dāng)溫度較低時,電磁鐵的磁性較_____,觸點(diǎn)開關(guān)_____(接通/斷開)。

(3)電磁繼電器的電源兩端電壓U=6V,電磁繼電器線圈的電阻可不計(jì),通過實(shí)驗(yàn)測得當(dāng)電流為30mA時,電磁繼電器的銜鐵被吸合。若可變電阻器R2的電阻值設(shè)定為150Ω時,恒溫箱溫度可達(dá)到_____.當(dāng)可變電阻器R2的電阻變大時,恒溫箱設(shè)定的溫度將變_____(高/低)。

(4)如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90℃~150℃,可供選擇的可變電阻器R2的電阻值有如下的幾種,你選擇_____。

A.0~100Ω B. 0~200Ω C.0~1000Ω D. 0~1500Ω

【答案】 S 接通 90 B

【解析】分析:(1)根據(jù)螺線管的線圈繞向和電流方向,利用安培定則可以確定螺線管的N、S極。

(2)溫度較低,決定了熱敏電阻的阻值較大,控制電路中的電流較小,電磁鐵的磁性較弱,結(jié)合圖示的工作電路的連接情況,即可確定工作電路的工作狀態(tài)。

(3)根據(jù)電源電壓、R2接入電路中的電阻和控制電路中的臨界電流,求得熱敏電阻的阻值,然后利用該阻值結(jié)合圖象可以得到此時的恒溫箱的溫度值。恒溫箱內(nèi)的溫度如何變化,取決于加熱絲的工作時間的長短,工作時間是由電磁鐵磁性的強(qiáng)弱來決定的,而電磁鐵的磁性強(qiáng)弱又是由控制電路中的電流來決定的。由此入手分析即可解決此題。

(4)根據(jù)要求的溫度范圍,結(jié)合R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系可以確定R1的阻值變化范圍;利用電路的總電阻,結(jié)合串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn),可以求得對應(yīng)的滑動變阻器R2的變化范圍,由此即可確定選用哪個滑動變阻器。

解答:(1)電流從電磁鐵的下端流入上端流出,結(jié)合圖示的線圈繞向利用安培定則可以確定電磁鐵的上端為S極,下端為N極。

(2)溫度較低時,由R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線可知,熱敏電阻的阻值較大,控制電路中的電流較小,電磁鐵的磁性較弱,此時的銜鐵不會被吸下來,根據(jù)圖示的工作電路可知,加熱絲所在的電路接通。

(3),電路的總電阻:,此時R1=熱敏電阻的阻值:,由圖象知,熱敏電阻的阻值為50Ω時,對應(yīng)的溫度為90℃。當(dāng)可變電阻器R2的電阻變大時,在熱敏電阻阻值不變的情況下,電路中的電流會減小,此時電磁鐵的磁性會減弱,所以銜鐵不會被吸下來,工作電路繼續(xù)工作,恒溫箱內(nèi)的溫度持續(xù)升高,熱敏電阻的阻值會繼續(xù)降低,控制電路中的電流會增大,直到電流到達(dá)臨界值時,電磁鐵切斷工作電路。

(4)由第三問的分析可知:當(dāng)設(shè)定溫度最低為90℃,根據(jù)熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線可知,此時熱敏電阻的阻值最大為50Ω,因?yàn)榭刂齐娐返?/span>U=6V不變,I=0.03A不變,極控制電路的總電阻200Ω保持不變,所以此時要求R2的阻值為150Ω,且此時為最小值;當(dāng)設(shè)定溫度為150℃時,根據(jù)熱敏電阻R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線可知,此時熱敏電阻的阻值最小為30Ω,因?yàn)榭刂齐娐返目傠娮铻?/span>200Ω不變,所以此時要求R2的阻值為170Ω,且為最大值。

綜上分析,當(dāng)恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90~150℃時,滑動變阻器的阻值變化范圍為150Ω~170Ω,故選B。

故答案為:(1). S (2). (3). 接通 (4). 90 (5). (6). B

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