Question

【題目】如圖是某同學制作的簡易溫控裝置,變阻器R的最大電阻為200 Ω,Rt是熱敏電阻,其阻值與溫度t的關系如表所示。當電磁繼電器(電阻不計)的電流超過18 mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現溫控。加熱器的功率是1000 W,所用電源為家用交流電。

(1)電磁繼電器是利用___ (選填“電生磁”或“磁生電”)來工作的。Rt的阻值隨著溫度的降低逐漸___;

(2)閉合開關S后發現電路有斷路的地方。該同學將一個電壓表接到a、b兩點時指針不偏轉,接到a、c兩點時指針偏轉,斷路處在 __________ (選填“a、b”或“b、c”)之間;

(3)為使該裝置能對30 ℃~70 ℃之間任意溫度進行控制,電源E用___節干電池。若在50 ℃時銜鐵被吸合,應將滑動變阻器R的阻值調到___Ω。將調節好的裝置(50 ℃銜鐵被吸合)放在容積為100 m3的密閉保溫容器中,已知空氣的比熱容為1000 J/(kg·℃),密度為1.3 kg/m3,則容器中的空氣從30℃加熱到空氣達到的最高溫度至少需要___ s。

Answer 1

【答案】電生磁 增大 bc 3 121.9 2600

【解析】

（1）電磁繼電器是根據電流的磁效應制成的；根據表格數據可知Rt的阻值隨著溫度的變化而變化情況；

（2）電壓表指針不偏轉，說明斷路在電壓表兩接線柱之外的位置；電壓表指針偏轉，說明電壓表與電源兩極是連通的，其斷路處在兩接線柱之間；

（3）由于電磁繼電器（電阻不計）的銜鐵被吸合的電流不變，當溫度為30℃時，熱敏電阻Rt的阻值最大，根據歐姆定律求出熱敏電阻Rt兩端的電壓，

知道一節干電池的電壓為1.5V，從而可以求出需要的干電池的節數；

先求出電源電壓，再利用歐姆定律和串聯電路電阻的特點求出滑動變阻器R接入電路的阻值；根據求出密閉保溫容器中空氣的質量，再根據和求出需要的加熱時間。

（1）電磁繼電器的核心部件是電磁鐵，通電時有磁性，斷電時無磁性，是根據電流的磁效應制成的，即利用電生磁來工作的。

由表格數據可知，溫度t越低，熱敏電阻Rt的阻值越大，即Rt的阻值隨著溫度的降低逐漸增大。

（2）該同學將一個電壓表接到ab兩點時指針不偏轉，說明ab兩點之間是連通的，斷路在ab兩點之外的位置；

將電壓表接到ac兩點時指針偏轉，說明電壓表與電源兩極是連通的，其斷路處在bc之間。

（3）由于電磁繼電器（電阻不計）的銜鐵被吸合的電流不變，

當溫度為30℃時，熱敏電阻Rt的阻值最大，其阻值，

由得，熱敏電阻Rt兩端的電壓：

，

由于一節干電池的電壓為1.5V，所以需要的干電池的節數：，

所以，n取3節，即電源E用3節干電池。

電源E的電壓：，

此時電路總電阻：，

由表格數據可知，在溫度為50℃時，熱敏電阻，

根據串聯電路電阻特點可知，滑動變阻器R接入電路的阻值：

。

由得，密閉保溫容器中空氣的質量：

，

則容器中的空氣從30℃加熱到空氣達到的最高溫度吸收的熱量：

，

由題意知，加熱器消耗的電能，

再根據得，需要的加熱時間：

。