Question

20．小明利用熱敏電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”，如下圖甲所示．將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時，電磁繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時，電磁繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響．圖甲中繼電器的供電電壓U₁=3V，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R₀為30Ω．當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響．圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象．

（1）圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱B相連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連（均選填“A”或“B”）．
（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時，熱敏電阻阻值為120Ω．當(dāng)環(huán)境溫度升高時，電磁繼電器的磁性將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）試計算當(dāng)環(huán)境溫度高于多少攝氏度時，警鈴報警．

Answer 1

分析 （1）由題干中“當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響”判斷出警鈴和指示燈的連接情況；
（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時對應(yīng)的熱敏電阻的阻值，由圖象分析熱敏電阻阻值隨溫度的變化關(guān)系，結(jié)合歐姆定律分析電路中電流的變化，從而判斷出電磁鐵磁性的變化；
（3）由題干中“當(dāng)線圈中的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響”，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出熱敏電阻的阻值，然后從圖乙中得出對應(yīng)的溫度即可得出答案．

解答 解：（1）因當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響，
所以，警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱B連，指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連；
（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為20℃時，對應(yīng)的阻值為120Ω，
由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，電路中的總電阻減小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流會增大，電磁鐵的磁性就會增大；
（3）當(dāng)線圈中的電流I=50mA=0.05A時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴報警，
則控制電路的總電阻：
R_總=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V}{0.05A}$=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，熱敏電阻的阻值：
R=R_總-R₀=60Ω-30Ω=30Ω，
由圖乙可知，此時t=80℃
所以，當(dāng)溫度t≥80℃時，警鈴報警．
答：（1）B；A；
（2）120；增大；
（3）環(huán)境溫度大于等于80℃時，警鈴報警．

點(diǎn)評 本題既考查電磁繼電器原理的分析，也考查了結(jié)合歐姆定律的內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的計算，綜合性比較強(qiáng)，解題時要仔細(xì)分析．