Question

小明利用實(shí)驗(yàn)室的電磁繼電器、阻值隨溫度變化的電阻R₁、滑動(dòng)變阻器R₂、發(fā)熱電阻絲R₀設(shè)計(jì)了一個(gè)恒溫箱控制電路．如圖甲所示，恒溫箱加熱器的電源電壓為220V，加熱電熱絲R₀和電阻R₁處于恒溫箱內(nèi)，圖乙是電阻R₁的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線．電磁繼電器所在的控制電路的電源電壓U=9V，電磁繼電器線圈的電阻可不計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)測得當(dāng)電磁繼電器線圈的電流達(dá)到30mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸下來．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照題意將圖中的電路連接完整．
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻為250Ω時(shí)，接通電路，加熱電熱絲加熱使恒溫箱的溫度升高到大約

50

℃并保持不變．在升溫的過程中，電阻R₁兩端的電壓會(huì)

變大

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）如果要使恒溫箱內(nèi)保持的溫度升高，合理的操作方法是

R₂的滑片向左移動(dòng)

．

Answer 1

分析：（1）通過讀圖乙可以看出電阻R₁的阻值隨溫度的增大而增大，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制加熱電路停止工作，因此發(fā)熱電阻絲分別與最上面兩個(gè)接線柱相連；
（2）根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出電阻R₁的阻值，由乙圖可知恒溫箱的溫度升高到的大約值；由圖象可知溫度升高時(shí)R₁阻值的變化，電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R₂兩端的電壓變化，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電阻R₁兩端的電壓變化；
（3）從圖乙可知，要提高恒溫箱的設(shè)定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值；但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為30mA，根據(jù)歐姆定律就要增大電阻箱連入的電阻值，即R₂的阻值必須調(diào)大．

解答：解：（1）由題意可知，發(fā)熱電阻絲分別與最上面兩個(gè)接線柱相連，組成電路，如下圖所示：

（2）當(dāng)電磁繼電器線圈的電流達(dá)到30mA時(shí)，電路中的總電阻：
R=

U

I

=

9V

30×10-3A

=300Ω，
∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，
∴電阻R₁=R-R₂=300Ω-250Ω=50Ω，
由圖可知，熱敏電阻為50Ω時(shí)對應(yīng)的溫度為50℃，
即恒溫箱的溫度將穩(wěn)定在50℃；
在升溫的過程中，電阻R₁的阻值變大，電路中的總電阻變大，
根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻不變時(shí)其兩端的電壓變大，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知，電阻R₁兩端的電壓會(huì)變大；
（3）從圖乙可知，要提高恒溫箱的設(shè)定溫度，就要減小熱敏電阻的阻值；但為了使銜鐵吸合工作電流即線圈中的電流仍為30mA，根據(jù)歐姆定律就要增大電阻箱連入的電阻值，即R₂的滑片向左移動(dòng)．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）50；變大；
（3）R₂的滑片向左移動(dòng)．

點(diǎn)評：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．