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）、可變電阻器R2、低壓電源、開關等組成，R1的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，調節可變電阻器使得R2＝110 Ω，閉合開關，當恒溫箱內溫度升高到50 ℃時，由于電磁繼電器的作用，加熱電路被斷開，電磁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________（填“N”或“S”）極.

（2）恒溫箱內溫度不斷升高時，電磁鐵的磁性變________，加熱電路會因此被________（填“接通”或“斷開”）.

（3）調節可變電阻器使得R2′＝170 Ω，恒溫箱內溫度升高到多少攝氏度時，加熱電路被斷開______.

（4）整個裝置在設計上有何不足之處：_____________________________________

Answer 1

【答案】 N 強 斷開 130 ℃ 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】（1）根據安培定則，用右手握住螺線管，讓彎曲的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）恒溫箱內溫度不斷升高時，熱敏電阻R1的阻值減小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知，控制電路中的電流變大，電磁鐵的磁性增強，吸下銜鐵，加熱電路因此被斷開。

（3）由題可知，當恒溫箱內溫度升高到50 ℃時，R1=90Ω，

根據串聯電路的特點可知，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，所以當R2′＝170 Ω，

R1’=R總-R2’=200Ω-170Ω=30Ω。

由圖乙可知，此時恒溫箱內的溫度為130℃，即恒溫箱內溫度升高到130℃時，加熱電路被斷開。

（4）由題可知，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，恒溫箱內溫度只允許在這個值附近，會使電磁繼電器頻繁通斷，整個裝置的使用壽命因此受到影響

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