Question

11．有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示．控制電路由電壓為U₁=9V的電源、電磁繼電器（線圈電阻不計）、滑動變阻器R₂和熱敏電阻R₁組成，圖乙是熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化的圖象；工作電路由電壓為U₂=220V的電源和電阻為R₀的電熱絲組成．通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到50mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來，R₀停止工作，求：

（1）請用筆畫線代替導線，按照題意將圖中的工作電路連接完整．
（2）在升溫的過程中，電阻R₁兩端的電壓會變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）根據(jù)題意，通過計算說明當滑動變阻器R₂接入電路中的電阻為50Ω，恒溫箱的溫度為50℃時，電熱絲R₀是否還在工作？
（4）該電加熱恒溫箱溫度升高到一定值時電熱絲就停止工作，請說明電熱絲停止工作原理．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，控制電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，銜鐵被吸下來，
此時的加熱電阻不再工作，結(jié)合動觸點的移動，由此可以確定工作電路的連接情況；
（2）根據(jù)熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化的圖象可以確定升溫的過程中，電阻R₁的阻值在減小，滑動變阻器R₂的阻值不變，
根據(jù)串聯(lián)電路的特點，可以確定電路的總電阻在減小，進而利用歐姆定律可以確定電路中的電流的變化和R₂兩端的電壓變化情況，
利用串聯(lián)電路中電壓的特點，可以確定R₁兩端電壓的變化；
（3）根據(jù)圖象可以看出當溫度為50℃時熱敏電阻的阻值，進而求出控制電路的總電阻，然后利用歐姆定律求出電路中的電流，
與電磁繼電器的銜鐵被吸下來時電磁繼電器線圈的電流進行比較即可判斷電熱絲R₀是否還在工作；
（4）根據(jù)電加熱恒溫箱的工作原理和熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化的圖象可知；熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，
控制電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，銜鐵被吸下來，此時的加熱電阻不再工作．

解答 解：（1）由題意可知，要在恒溫箱內(nèi)的溫度升高到一定溫度時，熱敏電阻的阻值減小到一定程度，
電磁繼電器線圈的電流達到50mA，銜鐵被吸下來時，工作電路斷開，由此可以確定工作電路的連接方式如下圖所示．

（2）當溫度升高時，R₁的阻值在減�。豢刂齐娐分惺腔瑒幼冏杵骱蜔崦綦娮璐�聯(lián)，由于滑動變阻器的阻值不變，R₁的阻值減小，從而導致了總電阻減�。�
電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流增大，根據(jù)公式U=IR可知，R₂兩端的電壓U₂′增大，熱敏電阻兩端的電壓U₁′=U₁-U₂′，所以U₁′在變�。�
（3）由圖乙可知，當恒溫箱的溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值R₁=100Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，控制電路的總電阻：
R=R₁+R₂=100Ω+50Ω=150Ω，
則控制電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{1}}{R}$=$\frac{9V}{150Ω}$=0.06A=60mA，
因為此時電磁繼電器線圈的電流I=60mA＞50mA，
所以電磁繼電器的銜鐵被吸下來，電熱絲R₀停止工作．
（4）當溫度升高到一定值時，熱敏電阻的阻值減小，電磁繼電器線圈的電流增大，
電磁鐵的磁性增強，動觸頭與下靜觸頭接觸，電熱絲停止工作．
答：（1）見上圖；
（2）變小；
（3）電熱絲R₀停止工作；
（4）當溫度升高到一定值時，熱敏電阻的阻值減小，電磁繼電器線圈的電流增大，
電磁鐵的磁性增強，動觸頭與下靜觸頭接觸，電熱絲停止工作．

點評 本題主要考查了歐姆定律的運用、串聯(lián)電路的特點等知識，題目的難點在于對題意的理解，尤其是對其工作過程中溫度與熱敏電阻的關(guān)系，以及與電路的變化之間的聯(lián)系等，具有一定的綜合性，計算容易，但理清思路較難．