Question

17．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”．將熱敏電阻R安在需要探測(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．圖甲中繼電器供電電壓U₁=3V，繼電器線(xiàn)圈用漆包線(xiàn)繞成，其電阻R₀為30Ω．當(dāng)線(xiàn)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）當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將減小，繼電器的磁性將增大（均選填“增大”“減小”或“不變”），圖甲中警鈴的接線(xiàn)柱C應(yīng)與接線(xiàn)柱B相連．
（2）圖甲中線(xiàn)圈下端P的磁極是S極（選填“N”或“S”）．
（3）如果小明希望將達(dá)到報(bào)警時(shí)的溫度調(diào)高，該如何調(diào)整，請(qǐng)寫(xiě)出一種方法．
（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）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）由線(xiàn)圈中的電流方向，根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵的N、S極；
（3）根據(jù)題意，增大電阻R₀的阻值，使線(xiàn)圈中的電流大于等于50mA時(shí)，R電阻減小，溫度增高；
（4）由題干中“當(dāng)線(xiàn)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，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；
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(xiàn)柱C應(yīng)與接線(xiàn)柱B連，指示燈的接線(xiàn)柱D應(yīng)與接線(xiàn)柱A相連；
（2）由安培定則可判斷出線(xiàn)圈的下端P的極性是S極；
（3）由題意可知，當(dāng)線(xiàn)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；
當(dāng)增大電阻R₀的阻值，根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$，繼電器供電電壓U₁=3V，電流不變，使線(xiàn)圈中的電流大于等于50mA時(shí)，R電阻減小，溫度增高，故溫度調(diào)高的辦法是增大電阻R₀；
（4）當(dāng)線(xiàn)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，
則控制電路的總電阻R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.05A}$═60Ω，
所以熱敏電阻R=R_總-R₀=60Ω-30Ω=30Ω，
由圖乙可知，此時(shí)t=90℃，
所以，當(dāng)溫度t≥90℃時(shí)，警鈴報(bào)警．
答：（1）減小；增大；B；（2）S；（3）小明希望將達(dá)到報(bào)警時(shí)的溫度調(diào)高，增大電阻R₀調(diào)整；（4）環(huán)境溫度大于等于90℃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．