Question

【題目】如圖甲所示，某恒溫箱的加熱電路由交流電源、電熱絲等組成，其電路通斷由控制電路控制，控制電路由電磁繼電器．熱敏電阻R1（安裝在恒溫箱內(nèi)）、可變電阻器R2、低壓電源、開關(guān)等組成，R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，調(diào)節(jié)可變電阻器使得R2=110Ω，閉合開關(guān)，當恒溫箱內(nèi)溫度升高到50℃時，由于電磁繼電器的作用，加熱電路被斷開，電池繼電器的線圈電阻忽略不計，請回答：
（1）電磁繼電器中電磁鐵上端是極．（填“N”或“S”）
（2）恒溫箱內(nèi)溫度不斷升高時，電磁鐵的磁性變 ， 加熱電路會因此被（填“接通”或“斷開”）
（3）調(diào)節(jié)可變電阻器使得R2′=170Ω，恒溫箱內(nèi)溫度升高到多少攝氏度時，加熱電路被斷開．
（4）整個裝置在設(shè)計上有何不足之處 ．

Answer 1

【答案】
（1）N
（2）強；斷開
（3）

由圖象知，當恒溫箱溫度升高到50℃時，R1=90Ω，由串聯(lián)電路特點知此時控制電路的總電阻：R總=R1+R2=90Ω+110Ω=200Ω，

因為控制電路中電磁鐵吸合電流是相同的，即電路的總電阻不變，當R2′=170Ω時，

R1′=R總﹣R2′=200Ω﹣170Ω=30Ω，由圖象知，此時恒溫箱內(nèi)的溫度為130℃，

即恒溫箱內(nèi)溫度升高到130℃時，加熱電路被斷開。

（4）電磁繼電器頻繁通斷，整個裝置的使用壽命因此受到影響
【解析】解：（1）根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，使四指指向線圈中電流的方向，則大拇指所指的上端為電磁鐵的N極；（2）由圖甲知，控制電路中，R1、R2和電磁鐵串聯(lián)在電路，由圖象乙知，R1的阻值隨溫度升高而減小，所以恒溫箱內(nèi)溫度不斷升高時，R1的阻值減小，控制電路中總電阻變小，由歐姆定律知控制電路中電流變大，所以電磁鐵的磁性變強，電磁鐵吸下銜鐵，加熱電路會斷開；（3）由圖象知，當恒溫箱溫度升高到50℃時，R1=90Ω，由串聯(lián)電路特點知此時控制電路的總電阻：R總=R1+R2=90Ω+110Ω=200Ω，
因為控制電路中電磁鐵吸合電流是相同的，即電路的總電阻不變，當R2′=170Ω時，
R1′=R總﹣R2′=200Ω﹣170Ω=30Ω，由圖象知，此時恒溫箱內(nèi)的溫度為130℃，即恒溫箱內(nèi)溫度升高到130℃時，加熱電路被斷開；（4）由題知，每次工作時，恒溫箱控制的只是一個固定的溫度值，使用過程中，恒溫箱內(nèi)溫度只允許在這個值附近．電磁繼電器頻繁通斷，整個裝置的使用壽命因此受到影響．
所以答案是：（1）N；（2）強；斷開；（3）R2′=170Ω，恒溫箱內(nèi)溫度升高到130℃時，加熱電路被斷開；（4）電磁繼電器頻繁通斷，整個裝置的使用壽命因此受到影響．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解電磁繼電器的組成、原理和特點的相關(guān)知識，掌握電磁繼電器：實質(zhì)上是一個利用電磁鐵來控制的開關(guān)．它的作用可實現(xiàn)遠距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流．還可實現(xiàn)自動控制，以及對歐姆定律及其應(yīng)用的理解，了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．