Question

【題目】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．如圖乙是小明通過實(shí)驗(yàn)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(dāng)溫度較低時(shí)，電磁鐵的磁性較 ， 觸點(diǎn)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(jì)，通過實(shí)驗(yàn)測得當(dāng)電流為30mA時(shí)，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℃．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/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
（5）小明設(shè)計(jì)的這個(gè)控制電路，使用起來有不足之處，請(qǐng)你指出： ．

Answer 1

【答案】
（1）S
（2）弱；接通
（3）90；高
（4）B
（5）小明設(shè)計(jì)的這個(gè)電路，從理論上講控制的只是一個(gè)固定的溫度值，這樣使用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)恒溫箱內(nèi)溫度在某一固定值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷的現(xiàn)象，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的
【解析】解：（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(shí)，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(shí)的銜鐵不會(huì)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）U源=6V I=30mA=0.03A， 電路的總電阻：R總= = =200Ω，
此時(shí)R1=熱敏電阻的阻值：R1=R總﹣R2=200Ω﹣150Ω=50Ω，
由圖象知，熱敏電阻的阻值為50Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為90℃．
當(dāng)可變電阻器R2的電阻變大時(shí)，在熱敏電阻阻值不變的情況下，電路中的電流會(huì)減小，此時(shí)電磁鐵的磁性會(huì)減弱，所以銜鐵不會(huì)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(huì)繼續(xù)降低，控制電路中的電流會(huì)增大，直到電流到達(dá)臨界值時(shí)，電磁鐵切斷工作電路．（4）由第三問的分析可知：當(dāng)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(shí)熱敏電阻的阻值最大為50Ω，因?yàn)榭刂齐娐返腢源=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(shí)要求R2的阻值為150Ω，且此時(shí)為最小值；
當(dāng)設(shè)定溫度為150℃時(shí)，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(shí)熱敏電阻的阻值最小為30Ω，因?yàn)榭刂齐娐返目傠娮铻?00Ω不變，所以此時(shí)要求R2的阻值為170Ω，且為最大值．
綜上分析，當(dāng)恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90℃～150℃時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為150Ω～170Ω，故選B．（5）小明設(shè)計(jì)的這個(gè)電路，從理論上講控制的只是一個(gè)固定的溫度值，這樣使用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)恒溫箱內(nèi)溫度在某一固定值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷的現(xiàn)象，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的．
所以答案是：（1）S； （2）弱； 接通； （3）90； 高； （4）B；（5）小明設(shè)計(jì)的這個(gè)電路，從理論上講控制的只是一個(gè)固定的溫度值，這樣使用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)恒溫箱內(nèi)溫度在某一固定值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷的現(xiàn)象，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用影響電磁鐵磁性的因素和電磁繼電器的組成、原理和特點(diǎn)的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握電磁鐵的特點(diǎn)：①磁性的有無可由電流的通斷來控制；②磁性的強(qiáng)弱可由改變電流大小和線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié)；③磁極可由電流方向來改變；電磁繼電器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)利用電磁鐵來控制的開關(guān)．它的作用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強(qiáng)電流．還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制．