Question

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(gè)恒溫箱控制電路，如圖甲所示，圖乙是小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的R₁的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線(xiàn)．

（1）當(dāng)溫度較低時(shí)，電磁鐵的磁性較

弱

，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)

接通

（選填“接通”或“斷開(kāi)”）．
（2）電磁繼電器中的電源電壓U=6V，其線(xiàn)圈的電阻可不計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)電流為30mA，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(shí)，恒溫箱溫度可達(dá)到

90

℃．當(dāng)可變電阻器R₂的電阻變大時(shí)，恒溫箱設(shè)定的溫度將變

高

（選填“高”或“低”）．
（3）如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)范圍是90℃～150℃，可供選擇的可變電阻器R₂的電阻值有如下幾種，你選擇

②

（填序號(hào)）．
①0～100Ω    ②0～200Ω    ③0～1000Ω    ④0～1500Ω

Answer 1

分析：（1）當(dāng)溫度上升時(shí)，電阻R的阻值減小，電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，將銜鐵吸下，電熱絲電路斷開(kāi)，停止加熱．過(guò)一段時(shí)間后，溫度下降，電阻R的阻值增大，電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，銜鐵被彈簧拉起，電熱絲電路接通，電熱絲又開(kāi)始工作加熱，溫度上升；
（2）當(dāng)電流等于30mA時(shí)，求出總電阻，由于是串聯(lián)電路，求出恒溫箱的電阻R₁=R-R₂，對(duì)應(yīng)圖乙找出恒溫箱溫度；當(dāng)可變電阻器R₂的電阻變大時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合時(shí)的電流不變，恒溫箱的電阻變小，根據(jù)圖乙得出恒溫訂設(shè)定的溫度將變高；
（3）由圖乙可知，當(dāng)恒溫箱溫度為150℃時(shí)，熱敏電阻的阻值，又知道電流I=30mA時(shí)電磁繼電器的銜鐵被吸合，根據(jù)歐姆定律求出總電阻，根據(jù)串聯(lián)電阻特點(diǎn)求滑動(dòng)變阻器連入電阻，據(jù)此選擇合適的滑動(dòng)變阻器．

解答：解：（1）由圖乙可知，當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度較低時(shí)，熱敏電阻的阻值變大，直流電路中的電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)�，銜鐵在彈簧的作用下被抬起，使得觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接通，電熱器開(kāi)始加熱；
（2）當(dāng)電流等于30mA時(shí)，合0.03A，總電阻R=

U

I

=

6V

0.03A

=200Ω，由于是串聯(lián)電路，所以恒溫箱的電阻R₁=R-R₂=200Ω-150Ω=50Ω，對(duì)應(yīng)圖乙找出恒溫箱溫度為90℃；
當(dāng)可變電阻器R₂的電阻變大時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合時(shí)的電流不變，恒溫箱的電阻變小，根據(jù)圖乙得出恒溫箱設(shè)定的溫度將變高；
（3）當(dāng)設(shè)定溫度為150℃時(shí)，熱敏電阻R₁的阻值為30Ω．根據(jù)歐姆定律，電流I=30mA時(shí)電磁繼電器的銜鐵被吸合，所以總電阻R=

U

I

=

6V

0.03A

=200Ω，所以R₂=200Ω-30Ω=170Ω，選項(xiàng)C較合適．
故答案為：（1）弱，接通；（2）90，高；（3）②．

點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，既需要從電磁鐵的性質(zhì)上進(jìn)行分析，還要對(duì)電磁繼電器的原理進(jìn)行分析．能從圖乙得出相關(guān)信息、結(jié)合串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求解是本題的關(guān)鍵．