Question

8．如圖是某興趣小組設計的一恒溫箱的原理圖．“控制電路”由熱敏電阻R₁、滑動變阻器R₀、電磁鐵（線圈電阻不計）、電源U₁（U₁=8V）、開關、導線等組成．熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規律如下表．當線圈中的電流大于或等于20mA時，電磁鐵的銜鐵被吸下．“工作電路”由電源U₂（U₂=220V）、發熱電阻R₂ （R₂=110Ω）、導線等組成．

溫度/℃	…	30	35	40	45	50	…
熱敏電阻阻值/Ω	…	350	300	250	200	160	…

求：
（1）為使恒溫箱溫度升高到一定值時，“工作電路”自動斷開．則導線端點C最初應接A（填A或B）接線柱．
（2）若設定恒溫箱的溫度最高為45℃，則“控制電路”中的滑動變阻器的阻值為多大？
（3）“控制電路”中用到了哪些科學知識？請說出兩點（示例中的除外）．
示例：控制電路中用到了“歐姆定律”的科學知識．

Answer 1

分析 （1）溫度升高到一定值時，熱敏電阻阻值變小，控制電路中電流變大，電磁鐵磁性增強，把銜鐵吸下來，此時工作電路斷開，說明C點接在A接線柱上；
（2）從表中查得45℃時，熱敏電阻對應的電阻，由于此時工作電路斷開，則控制電路中電流至少為20mA，根據歐姆定律求出總電阻，減去熱敏電阻的阻值，即為滑動變阻器的阻值；
（3）分析控制電路的工作過程可知應用了杠桿原理、電流的磁效應等．

解答 解：（1）溫度升高到一定值時，熱敏電阻阻值變小，控制電路中電流變大，電磁鐵磁性增強，把銜鐵吸下來，此時工作電路斷開，說明C點接在A接線柱上；
（2）查表可知，當溫度為45℃時，R₁=200Ω，此時電路中的電流I=20mA=0.02A，
所以控制電路中的總電阻為：
R_總=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{8V}{0.02A}$=400Ω，
所以滑動變阻器的阻值為：
R₀=R_總-R₁=400Ω-200Ω=200Ω．
（5）①電磁鐵運用了電流的磁效應（或通過電磁鐵線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強）；②銜接應用了杠桿原理；（其他講述合理即可）
答：（1）A；
（2）滑動變阻器接入的電陰為200Ω；
（3）電磁鐵運用了電流的磁效應（或通過電磁鐵線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強）；②銜接應用了杠桿原理；（其他講述合理即可）．

點評 該題通過電磁繼電器綜合考查了學生對歐姆定律的理解和運用，以及對串聯電路規律的考查．考查的內容都是電學部分的基礎和重點內容，一定要掌握．