Question

【題目】如圖是某同學制作的簡易溫控裝置，變阻器R的最大電阻為200Ω，Rt是熱敏電阻，其阻值與溫度t的關(guān)系如下表所示。當電磁繼電器（電阻不計）的電流超過18mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。加熱器的功率是1000W，所用電源為家用交流電。

t/℃	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
Rt/Ω	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）電磁繼電器是利用_____（選填“電生磁”或“磁生電”）來工作的。Rt的阻值隨著溫度的降低逐漸_____。

（2）閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)電路有斷路的地方。該同學將一個電壓表接到ab兩點時指針不偏轉(zhuǎn)，接到ac兩點時指針偏轉(zhuǎn)，斷路處在_____之間（選填“ab“或“bc“）。

（3）為使該裝置能對30℃～70℃之間任意溫度進行控制，電源E用_____節(jié)干電池。若在50℃時銜鐵被吸合，應(yīng)將滑動變阻器R的阻值調(diào)到_____Ω．將調(diào)節(jié)好的裝置（50℃銜鐵被吸合）放在容積為100m3的密閉保溫容器中，已知空氣的比熱容為1000J（/kg℃），密度為1.3kg/m3，則容器中的空氣從30℃加熱到空氣達到的最高溫度至少需要_____s。

Answer 1

【答案】電生磁 增大 bc 3 121.9 2600

【解析】

（1）電磁繼電器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知Rt的阻值隨著溫度的變化而變化情況；

（2）電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，說明斷路在電壓表兩接線柱之外的位置；電壓表指針偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源兩極是連通的，其斷路處在兩接線柱之間；

（3）由于電磁繼電器（電阻不計）的銜鐵被吸合的電流不變，當溫度為30℃時，熱敏電阻Rt的阻值最大，根據(jù)歐姆定律求出熱敏電阻Rt兩端的電壓，

知道一節(jié)干電池的電壓為1.5V，從而可以求出需要的干電池的節(jié)數(shù)；

先求出電源電壓，再利用歐姆定律和串聯(lián)電路電阻的特點求出滑動變阻器R接入電路的阻值；根據(jù)求出密閉保溫容器中空氣的質(zhì)量，再根據(jù)和求出需要的加熱時間。

（1）電磁繼電器的核心部件是電磁鐵，通電時有磁性，斷電時無磁性，是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的，即利用電生磁來工作的。

由表格數(shù)據(jù)可知，溫度t越低，熱敏電阻Rt的阻值越大，即Rt的阻值隨著溫度的降低逐漸增大。

（2）該同學將一個電壓表接到ab兩點時指針不偏轉(zhuǎn)，說明ab兩點之間是連通的，斷路在ab兩點之外的位置；

將電壓表接到ac兩點時指針偏轉(zhuǎn)，說明電壓表與電源兩極是連通的，其斷路處在bc之間。

（3）由于電磁繼電器（電阻不計）的銜鐵被吸合的電流不變，

當溫度為30℃時，熱敏電阻Rt的阻值最大，其阻值，

由得，熱敏電阻Rt兩端的電壓：

，

由于一節(jié)干電池的電壓為1.5V，所以需要的干電池的節(jié)數(shù)：，

所以，n取3節(jié)，即電源E用3節(jié)干電池。

電源E的電壓：，

此時電路總電阻：，

由表格數(shù)據(jù)可知，在溫度為50℃時，熱敏電阻，

根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點可知，滑動變阻器R接入電路的阻值：

。

由得，密閉保溫容器中空氣的質(zhì)量：

，

則容器中的空氣從30℃加熱到空氣達到的最高溫度吸收的熱量：

，

由題意知，加熱器消耗的電能，

再根據(jù)得，需要的加熱時間：

。