Question

15．小明利用實(shí)驗(yàn)室的電磁繼電器、熱敏電阻R₁、可變電阻器R₂等器件設(shè)計(jì)了一個(gè)恒溫箱控制電路，如圖甲所示，其中“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源（加熱器在恒溫箱內(nèi)，圖中未畫(huà)出）；R₁處于恒溫箱內(nèi)，圖乙是小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的R₁的阻隨隨溫度變化的關(guān)系曲線(xiàn)．電磁繼電器的電源兩端電壓U=6V，電磁繼電器線(xiàn)圈的電阻可不計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)電流為20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合．

（1）當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到或者超過(guò)預(yù)設(shè)之最高溫度時(shí)，熱敏電阻R₁的阻值減小，直流控制電路中的電流增大，電磁繼電器的銜鐵被吸合．（均選填“增大”“減小”）；
（2）為了實(shí)現(xiàn)溫度控制，恒溫箱的加熱器（加熱器的電熱絲圖中未畫(huà)出）應(yīng)該選擇接在以下的B．
A．AB端    B．CD端      C．AC端        D．BC端
（3）如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是50℃～90℃，可供選擇的可變電阻器R₂的電阻值有如下的幾種，應(yīng)選擇C可變電阻器最恰當(dāng)．
A.0～100Ω  B.0～200Ω  C.0～300Ω    D.0～3000Ω
（4）若要提高恒溫箱控制的溫度，合理的操作方法是應(yīng)適當(dāng)向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，使其接入電路的阻值變大．
（5）小明設(shè)計(jì)的這個(gè)控制電路，使用起來(lái)有何不足之處？恒溫箱內(nèi)溫度在設(shè)定溫度值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的；請(qǐng)你提出一種解決的方案當(dāng)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器的電流達(dá)到吸合電流，延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才吸合．當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器同樣可以延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才釋放銜鐵．從而實(shí)現(xiàn)繼電器和加熱電路有一個(gè)較長(zhǎng)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，達(dá)到既能實(shí)現(xiàn)恒溫控制又能延長(zhǎng)使用壽命的目的．．

Answer 1

分析 充分利用圖象，知道溫度與電阻大小成反比．再依據(jù)電磁繼電器的性質(zhì)進(jìn)行分析解釋?zhuān)?/p>

解答 解：
（1）當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度或超過(guò)最高溫度時(shí)，需要停止加熱工作，銜鐵被電磁鐵吸引，說(shuō)明磁性較強(qiáng)，直流電路中的電流較大，是由于熱敏電阻的阻值減小的緣故；
（2）加熱絲在工作電路使用，但未達(dá)到設(shè)定的最高溫度，CD段的加熱絲在加熱，溫度升高，R₁阻值變小，控制電路電流增大，達(dá)到最高溫度電磁鐵吸下銜鐵，工作電路停止工作．因此需要接在AB段．故選B；
（3）當(dāng)設(shè)定溫度為150℃時(shí)，熱敏電阻R₁的阻值為30歐．根據(jù)歐姆定律，電流I=30mA時(shí)電磁繼電器的銜鐵被吸合，
所以總電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{20×1{0}^{-3}A}$=300Ω，所以R₂=300Ω-30Ω=270Ω，選項(xiàng)C較合適；
（4）應(yīng)向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，使其接入電路的阻值變大或換用電壓更低的直流電源；
（5）不足：恒溫箱內(nèi)溫度在設(shè)定溫度值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的．解決方案：當(dāng)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器的電流達(dá)到吸合電流，延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才吸合．當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器同樣可以延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才釋放銜鐵．從而實(shí)現(xiàn)繼電器和加熱電路有一個(gè)較長(zhǎng)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，達(dá)到既能實(shí)現(xiàn)恒溫控制又能延長(zhǎng)使用壽命的目的．
故答案為：（1）減�。辉龃�；
（2）B；（3）C；
（4）應(yīng)適當(dāng)向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，使其接入電路的阻值變大（或換用電壓更低的直流電源 ）；
（5）不足：恒溫箱內(nèi)溫度在設(shè)定溫度值附近時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的．
解決方案：當(dāng)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器的電流達(dá)到吸合電流，延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才吸合．當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器同樣可以延長(zhǎng)一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才釋放銜鐵．從而實(shí)現(xiàn)繼電器和加熱電路有一個(gè)較長(zhǎng)的穩(wěn)定工作狀態(tài)，達(dá)到既能實(shí)現(xiàn)恒溫控制又能延長(zhǎng)使用壽命的目的．

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大，既需要從電磁鐵的性質(zhì)上進(jìn)行分析，還要對(duì)電磁繼電器的原理進(jìn)行分析．