Question

6．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1所示．其中“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源（加熱器在恒溫箱內(nèi)，圖中未畫出）；R₁處于恒溫箱內(nèi)，圖2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；電磁斷電器的電源兩端電壓U=6V，電磁斷電器線圈的電阻可不計，通過實驗測得當(dāng)電流為40mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸合、恒溫箱內(nèi)的加熱器停止加熱，此時可變電阻R₂=0Ω，恒溫箱可保持60℃恒溫．

（1）應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B（填“A、B端”或“C、D端”）．
（2）當(dāng)恒溫箱保持恒溫60℃時，熱敏電阻R₁的阻值是多少？
（3）如果圖中的“交流電源”的額定功率是1500W，則它在正常工作情況下，每天加熱50次，每次加熱10min，則“交流電源”每天消耗電能多少千瓦時？
（4）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，可變電阻R₂的阻值應(yīng)調(diào)為多少？

Answer 1

分析 （1）分析題意，明確電磁繼電器的銜鐵被吸合時，恒溫箱加熱器是否工作，可確定其連接的位置；
（2）熱敏電阻的阻值可根據(jù)歐姆定律計算得出；
（3）每天消耗的電能可利用公式W=Pt求出；
（4）根據(jù)圖象，可讀出R₁的阻值，再通過計算，得出R₂的阻值．

解答 解：
（1）根據(jù)題意，電磁繼電器的銜鐵被吸合時，恒溫箱加熱器停止加熱，因此，應(yīng)將加熱器連接在A、B端；
（2）由圖2，R₁與R₂串聯(lián)，當(dāng)恒溫箱保持恒溫60℃時，加熱器停止加熱，此時可變電阻R₂=0Ω，電路中只有R₁，電路中電流為40mA，
由歐姆定律可得，熱敏電阻的阻值：
R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.04A}$=150Ω；
（3）每天消耗的電能：
W=Pt=1.5kW×50×$\frac{1}{6}$h=12.5kw•h；
（4）當(dāng)t=100℃時，由圖象可知，R₁=90Ω，
恒溫箱內(nèi)的溫度達到100℃，停止加熱，此時電路中銜鐵被吸合，所以電路中總電阻：R_總=150Ω，
則R₂=R_總-R₁=150Ω-90Ω=60Ω．
答：（1）A、B；
（2）R₁的阻值為150歐姆；
（3）“交流電源”每天消耗電能12.5kw．h；
（4）可變電阻的阻值應(yīng)調(diào)為60Ω．

點評 本題難點在于正確理解題意，既需要從電磁鐵的性質(zhì)上進行分析，還要對電磁繼電器的原理進行分析，同時還要能從圖乙得出相關(guān)信息、結(jié)合電路的特點和相關(guān)公式來進行計算．