Question

有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示．控制電路由電壓為U₁=9V的電源、電磁繼電器（線圈電阻不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器R₂和熱敏電阻R₁組成，圖乙是熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化的圖象；工作電路由電壓為U₂=220V的電源和電阻為R的電熱絲組成．通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)電磁繼電器線圈的電流達(dá)到60mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸下來(lái)．求：

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，按照題意將圖中的工作電路連接完整．
（2）在升溫的過(guò)程中，電阻R₁兩端的電壓會(huì)______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）要使恒溫箱設(shè)定的溫度值升高，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，使其接入電路的阻值______ （選填“變大”或“變小”）．
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻為50Ω時(shí)，恒溫箱內(nèi)的溫度是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由圖象可知，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，控制電路中的電流 增大．電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下來(lái)，此時(shí)的加熱電阻不再工作，結(jié)合動(dòng)觸點(diǎn)O的移動(dòng)，由此可以確定工作電路的連接情況．
（2）根據(jù)熱敏電阻R₁阻值隨溫度變化的圖象可以確定升溫的過(guò)程中，電阻R₁的阻值在減小，滑動(dòng)變阻器R₂的阻值不變，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，可以確定電路的總電阻在減小，進(jìn)而利用歐姆定律可以確定電路中的電流的變化和R₂兩端的電壓變化情況，利用串聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)，可以確定R₂兩端電壓的變化．
（3）隨著恒溫箱溫度的升高，熱敏電阻的阻值減小，電路中的電流會(huì)增大，電磁鐵會(huì)將銜鐵吸下來(lái)，使工作電路停止工作．為了防止銜鐵被吸下來(lái)，就要使控制電路中的電流不變小，在熱敏電阻的阻值減小的情況下，只能增大 滑動(dòng)變阻器的阻值．
（4）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(shí)的恒溫箱的溫度值．
解答：解：（1）由題意可知，要在恒溫箱內(nèi)的溫度升高到一定溫度時(shí)，熱敏電阻的阻值減小到一定程度，電磁繼電器線圈的電流達(dá)到60mA，銜鐵被吸下來(lái)時(shí)，工作電路斷開(kāi)，由此可以確定工作電路的連接方式如下圖所示．

（2）當(dāng)溫度升高時(shí)，R₂的阻值在減小；控制電路中是滑動(dòng)變阻器和熱敏電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的阻值不變，R₂的阻值減小，導(dǎo)致了總電阻減�。�
電源電壓不變，所以電路中的電流增大，根據(jù)公式：U=IR可知，R₂兩端的電壓U₂增大，熱敏電阻兩端的電壓U₁=U_源-U₂，所以，U₁在變�。�
（3）恒溫箱的溫度值要調(diào)高，熱敏電阻減小，此時(shí)要使控制電路中的電流不要增大，以防銜鐵被吸下來(lái)，就要使滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變大．
（4）U_源=9V、I=60mA=0.06A，
電路的總電阻：R_總===150Ω，
此時(shí)R1=熱敏電阻的阻值：R₁=R_總-R₂=150Ω-50Ω=100Ω，
由圖象知，熱敏電阻的阻值為100Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為50℃．
故答案為：（1）圖略；（2）變小； （3）變大； （4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₂接入電路中的電阻為50Ω時(shí)，恒溫箱內(nèi)的溫度是50℃．
點(diǎn)評(píng)：熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而減小是解決此題的關(guān)鍵，也是此題的核心．