Question

如图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为10Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池电压为9.0V，图乙中的电源是恒温箱加热器的电源，则

（1）应该把恒温箱内的加热器接在______端
（2）当衔铁被吸合时，在丙图中画出弹簧对杠杆作用力及力臂示意图．
（3）如果要使恒温箱内的温度保持在50℃，可变电阻R′的值应调节到______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据图示的热敏电阻的阻值随温度变化的图象，空气确定电阻值随温度的升高而减小，由此可以判断电路中的电流在增大，电磁铁的磁性在增强．达到一定温度值，需要切断电路，使加热器不再工作．两者结合起来，即可确定加热器应该接在哪两端．
（2）确定支点和弹簧拉力的作用线，利用力臂的画法画出力臂．
（3）利用图象，确定热敏电阻在50℃时的电阻值，利用电源电压和电路中的最小电流求出电路的最大总电阻，根据串联电路电阻的特点即可求出滑动变阻器接入电路的阻值．
解答：解：（1）随着加热器的工作，恒温箱的温度升高，导致了热敏电阻的阻值减小，电路中的电流在增大，电磁铁的磁性增强，对衔铁的吸引力增大，当温度到达设定值时，要求电磁铁将衔铁吸下来的同时，加热器不再工作，所以应该将加热器接在A、B两端．
（2）过动力的作用点A，沿弹簧的方向做出动力F₁，从支点O，做F₁的垂线段，即为动力的力臂L₁．答案如下图所示．

（3）控制电路中，R_线圈、R、R_P串联，其中，R_线圈=10Ω；
当恒温箱内的温度为50℃时，此时电磁铁吸下衔铁，由此可知控制电路中的电流为20mA；此时热敏电阻的温度也为50℃，由图象可知，热敏电阻R的阻值为90Ω．
设电路中串联后的总电阻为R_总，电源电压U=9V，此时电流I=20mA=0.02A，
由此可以求得电路的总电阻：R_总===450Ω．
R_P=R_总-R_线圈-R=450Ω-10Ω-90Ω=350Ω．
故答案为：（1）A、B；（2）见上图；（3）350Ω．
点评：在第一问中，将热敏电阻随温度变化的图象与电磁继电器的构造联系起来是确定加热器位置的关键，也是此题的难点所在．