Question

【題目】小明利用實驗室的電磁繼電器、熱敏電阻R1、可變電阻器R2等器件設(shè)計了一個恒溫箱控制電路，如圖甲所示。如圖乙是小明通過實驗測得的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）當溫度較低時，電磁鐵的磁性較_____，觸點開關(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，通過實驗測得當電流為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，恒溫箱溫度可達到_____℃．當可變電阻器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

Answer 1

【答案】 S 弱 接通 90 高 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弱來決定的，而電磁鐵的磁性強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，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，直到電流到達臨界值時，電磁鐵切斷工作電路。

（4）由第三問的分析可知：當設(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，因為控制電路的U源=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，因為控制電路的總電阻為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). 弱 (3). 接通 (4). 90 (5). 高 (6). B