Question

【題目】下圖是某興趣小組設(shè)計(jì)的一恒溫箱的原理圖.“控制電路”由熱敏電阻R1、滑動(dòng)變阻器R0、電磁鐵（線圈電阻不計(jì)）、電源U1（U1=8V）、開關(guān)、導(dǎo)線等組成.熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如下表.當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，電磁鐵的銜鐵被吸下.“工作電路”由電源U2（U2=220V）、發(fā)熱電阻R2 （R2=110Ω）、導(dǎo)線等組成.問：

（1）為使恒溫箱溫度升高到一定值時(shí)，“工作電路”自動(dòng)斷開，導(dǎo)線端點(diǎn)C應(yīng)接接線柱
（2）若設(shè)定恒溫箱的溫度最高為45℃，則“控制電路”中的滑動(dòng)變阻器的阻值為
（3）“工作電路”工作時(shí)的電流為
（4）若要發(fā)熱電阻R2產(chǎn)生1.32×105J的熱量，則工作電路需工作時(shí)長為
（5）“控制電路”中用到了哪些物理知識(shí)？請說出兩點(diǎn).

Answer 1

【答案】
（1）A接線柱上
（2）200Ω
（3）2A
（4）300s
（5）電磁鐵應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)；銜接應(yīng)用了杠桿原理；還有歐姆定律等
【解析】（1）溫度升高到一定值時(shí)，熱敏電阻阻值變小，控制電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，把銜鐵吸下來，此時(shí)工作電路斷開，說明C點(diǎn)接在A接線柱上；
（2）查表可知，當(dāng)溫度為45℃時(shí)，R1=200Ω，此時(shí)電路中的電流I=20mA=0.02A，

所以控制電路中的總電阻為： ，

所以滑動(dòng)變阻器的阻值為：R0=R總-R1=400Ω-200Ω=200Ω.
（3）工作電路工作時(shí)的電流為： .
（4）由焦耳定律可得： .
（5）電磁鐵應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)；銜接應(yīng)用了杠桿原理；還有歐姆定律等.

答：（1）導(dǎo)線C應(yīng)接在A接線柱上；
（2）滑動(dòng)變阻器接入的電陰為200Ω；
（3）工作電路中的電流為2A；
（4）工作電路加熱時(shí)間為300s；
（5）電流的磁效應(yīng)；歐姆定律；通過電磁鐵線圈的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；電路兩端電壓一定時(shí)，電阻越小，電流越大；杠桿原理等.
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析出熱敏電阻與溫度的關(guān)系，得出溫度升高到一定值時(shí)，控制電路中電流的變化，判斷出電磁繼電器的工作情況；
（2）由表中數(shù)據(jù)查出45℃時(shí)熱敏電阻對應(yīng)的電阻，由于此時(shí)工作電路斷開，則控制電路中電流至少為20mA，根據(jù)歐姆定律求出總電阻，減去熱敏電阻的阻值，即為滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）分析控制電路的工作過程確定應(yīng)用的物理知識(shí)．