Question

小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過(guò)熱自動(dòng)報(bào)警電路”，如圖甲所示．將熱敏電阻R安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響．圖甲中繼電器的供電電壓U₁=3V，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R₀為30Ω．當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響．圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象．
（1）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻阻值為

 

Ω．當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將

 

，繼電器的磁性將

 

（均選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱

 

相連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱

 

相連（均選填“A”或“B”）．
（3）圖甲中線圈下端P的磁極是

 

極（選填“N”或“S”）．
（4）請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明，環(huán)境溫度在什么范圍內(nèi)時(shí)，警鈴報(bào)警．

Answer 1

分析：（1）從圖乙中找出40℃對(duì)應(yīng)的熱敏電阻的阻值，由圖象分析熱敏電阻阻值隨溫度的變化關(guān)系，結(jié)合歐姆定律分析電路中電流的變化，從而判斷出電磁鐵磁性的變化；
（2）由題干中“當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響”判斷出警鈴和指示燈的連接情況；
（3）由線圈中的電流方向，根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵的NS極；
（4）由題干中“當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響”，結(jié)合歐姆定律求出熱敏電阻接入電路的阻值的最大阻值，從圖象上找到對(duì)應(yīng)的溫度就可以解決問(wèn)題．

解答：解：（1）分析乙圖，找到熱敏電阻40℃對(duì)應(yīng)的阻值為70Ω，并且分析圖象發(fā)現(xiàn)：溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，根據(jù)歐姆定律，電路中電流就會(huì)增大，電磁鐵的磁性就會(huì)增大；
答：環(huán)境溫度為40℃時(shí)，熱敏電阻阻值為70Ω；熱敏電阻阻值將減��；繼電器的磁性將增大．
（2）由題中“當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響”，所以警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱B連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連；
答：警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱B連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連．
（3）由安培定則可判斷出線圈的下端P的極性是S極；
答：P的磁極是S極．
（4）當(dāng)線圈中的電流I=50mA=0.05A時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴報(bào)警
∴控制電路的總電阻R_總=

U

I

=

3V

0.05A

=60Ω
∴熱敏電阻R=R_總-R₀=60Ω-30Ω=30Ω
由圖乙可知，此時(shí)t=80℃
所以，當(dāng)溫度t≥80℃時(shí)，警鈴報(bào)警．
答：環(huán)境溫度大于等于80℃時(shí)，警鈴報(bào)警．

點(diǎn)評(píng)：本題既考查電磁繼電器原理的分析，也考查了結(jié)合歐姆定律的內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，綜合性比較強(qiáng)，解題時(shí)要仔細(xì)分析．