Question

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

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

(2)閉合開(kāi)關(guān)S后發(fā)現(xiàn)電路有斷路的地方。該同學(xué)將一個(gè)電壓表接到a、b兩點(diǎn)時(shí)指針不偏轉(zhuǎn),接到a、c兩點(diǎn)時(shí)指針偏轉(zhuǎn),斷路處在 __________ (選填“a、b”或“b、c”)之間;

(3)為使該裝置能對(duì)30 ℃~70 ℃之間任意溫度進(jìn)行控制,電源E用___節(jié)干電池。若在50 ℃時(shí)銜鐵被吸合,應(yīng)將滑動(dòng)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100 m3的密閉保溫容器中,已知空氣的比熱容為1000 J/(kg·℃),密度為1.3 kg/m3,則容器中的空氣從30℃加熱到空氣達(dá)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(shuō)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(shuō)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(jì)）的銜鐵被吸合的電流不變，當(dāng)溫度為30℃時(shí)，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(diǎn)求出滑動(dòng)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(shí)間。

（1）電磁繼電器的核心部件是電磁鐵，通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)無(wú)磁性，是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的，即利用電生磁來(lái)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(xué)將一個(gè)電壓表接到ab兩點(diǎn)時(shí)指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明ab兩點(diǎn)之間是連通的，斷路在ab兩點(diǎn)之外的位置；

將電壓表接到ac兩點(diǎn)時(shí)指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)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(jì)）的銜鐵被吸合的電流不變，

當(dāng)溫度為30℃時(shí)，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(shí)電路總電阻：，

由表格數(shù)據(jù)可知，在溫度為50℃時(shí)，熱敏電阻，

根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)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(dá)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(shí)間：

。