Question

【題目】現要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統，要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 ℃時，系統報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器（內阻很小，流過的電流超過時就會報警），電阻箱（最大阻值為999.9 Ω），直流電源（輸出電壓為U，內阻不計），滑動變阻器（最大阻值為1 000 Ω），滑動變阻器（最大阻值為2 000 Ω），單刀雙擲開關一個，導線若干。

在室溫下對系統進行調節，已知U約為18 V，約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時阻值為650.0 Ω。

（1）在答題卡上完成待調節的報警系統原理電路圖的連線。

（2）在電路中應選用滑動變阻器________（填“”或“”）。

（3）按照下列步驟調節此報警系統：

①電路接通前，需將電阻箱調到一固定的阻值，根據實驗要求，這一阻值為______Ω；滑動變阻器的滑片應置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。

②將開關向______（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至______。

（4）保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關向另一端閉合，報警系統即可正常使用。

Answer 1

【答案】（1）連線如圖所示

（2）R2（3）①650.0 b接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞 ②c報警器開始報警

【解析】（1）電路連線如圖。

（2）在室溫下對系統進行調節，已知U約為18 V，約為10 mA；流過報警器的電流超過20 mA時，報警器可能損壞，可知外電阻的取值范圍大約是，報警器的電阻是650.0 Ω，所以滑動變阻器的取值范圍在250 Ω到1 150 Ω之間，所以滑動變阻器應該選R2。

（3）①本題采用的是等效替換法，先用變阻箱來代替熱敏電阻，所以變阻箱的阻值要調節到熱敏電阻的臨界電阻也就是在60 ℃時阻值為650.0 Ω；為防止接通電源后，流過報警器的電流會超過20 mA，報警器可能損壞，滑動變阻器的滑片應置于b端；②先把變阻箱的電阻接入電路，調節滑動變阻器的電阻，調至報警器開始報警時，保持滑動變阻器的阻值不變，接到熱敏電阻上，當熱敏電阻的阻值是650.0 Ω時，也就是溫度達到了60 ℃，報警器開始報警。