Question

小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示．將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，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）由圖乙可知，當環境溫度為40℃時，熱敏電阻阻值為

70

Ω．當環境溫度升高時，熱敏電阻阻值將

減小

，繼電器的磁性將

增大

（均選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱

B

相連，指示燈的接線柱D應與接線柱

A

相連（均選填“A”或“B”）．
（3）圖甲中線圈下端P的磁極是

S

極（選填“N”或“S”）．
（4）請計算說明，環境溫度在什么范圍內時，警鈴報警．

Answer 1

分析：（1）從圖乙中找出40℃對應的熱敏電阻的阻值，由圖象分析熱敏電阻阻值隨溫度的變化關系，結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；
（2）由題干中“當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響”判斷出警鈴和指示燈的連接情況；
（3）由線圈中的電流方向，根據安培定則判斷出電磁鐵的NS極；
（4）由題干中“當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”，結合歐姆定律求出熱敏電阻接入電路的阻值的最大阻值，從圖象上找到對應的溫度就可以解決問題．

解答：解：（1）分析乙圖，找到熱敏電阻40℃對應的阻值為70Ω，并且分析圖象發現：溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，根據歐姆定律，電路中電流就會增大，電磁鐵的磁性就會增大；
（2）由題中“當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響”，所以警鈴的接線柱C應與接線柱B連，指示燈的接線柱D應與接線柱A相連；
（3）由安培定則可判斷出線圈的下端P的極性是S極；
（4）當線圈中的電流I=50mA=0.05A時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴報警
∴控制電路的總電阻R_總=

U

I

=

3V

0.05A

=60Ω
∴熱敏電阻R=R_總-R₀=60Ω-30Ω=30Ω
由圖乙可知，此時t=80℃
所以，當溫度t≥80℃時，警鈴報警．
答：（1）環境溫度為40℃時，熱敏電阻阻值為70Ω；熱敏電阻阻值將減小；繼電器的磁性將增大．（2）警鈴的接線柱C應與接線柱B連，指示燈的接線柱D應與接線柱A相連．（3）P的磁極是S極；（4）環境溫度大于等于80℃時，警鈴報警．

點評：本題既考查電磁繼電器原理的分析，也考查了結合歐姆定律的內容進行相關的計算，綜合性比較強，解題時要仔細分析．