Question

某同學在研究性學習過程中，通過查閱資料，查到了一種由半導體材料做成的熱敏電阻，其阻值隨溫度變化曲線如圖中（a）所示，并設計了圖（b）所示的由熱敏電阻R（符號如圖）和電磁繼電器組成的溫度自動控制裝置．已知繼電器線圈電阻R₀為50Ω，左邊電源電壓為6V，當繼電器線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊發熱電路便斷開．

問：（1）該溫度自動控制裝置為什么能夠將溫度控制在一定值附近？
（2）通過計算說明這一溫度值是控制在多少℃？

Answer 1

分析：當溫度上升時，電阻R的阻值減小，電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，將銜鐵吸下，電熱絲電路斷開，停止加熱．過一段時間后，溫度下降，電阻R的阻值增大，電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，銜鐵被彈簧拉起，電熱絲電路接通，電熱絲又開始工作加熱，溫度上升．當電流等于20mA時，求出總電阻，然后計算得到R，對應圖象找出溫度數值．

解答：解：當電流等于20mA時，合0.02A，總電阻R=

U

I

=

6V

0.02A

=300Ω，
由于是串聯電路，所以電熱絲電阻=R-R₀=300Ω-50Ω=250Ω，對應圖象找出溫度數值為50℃．
答：（1）當溫度上升到某一值時，電阻R的阻值減小，電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強，將銜鐵吸下，電熱絲電路斷開，停止加熱．過一段時間后，溫度下降，電阻R的阻值增大，電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，銜鐵被彈簧拉起，電熱絲電路接通，電熱絲又開始工作加熱，溫度上升．就這樣重復間斷工作，從而把溫度控制在某一溫度附近．
（2）電阻為250Ω，對應控制溫度為50℃．

點評：本題考查學生對串聯電路中歐姆定律的應用和電磁繼電器的原理的熟悉程度．