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小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1,可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图甲所示,图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线.(1)当温度较低时,
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小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1,可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图甲所示,图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线.
(1)当温度较低时,电磁铁的磁性较___(选填“强”或“弱”),触点开关___(接通/断开).
(2)电磁继电器的电源两端电压U=6V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合.若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时,恒温箱温度可达到___℃.当可变电阻器R2的电阻变大时,恒温箱设定的温度将变___(选填“升高”或“降低”).
(3)小明设计的这个控制电路,使用起来有不足之处,请你指出:___.
(1)当温度较低时,电磁铁的磁性较___(选填“强”或“弱”),触点开关___(接通/断开).
(2)电磁继电器的电源两端电压U=6V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合.若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时,恒温箱温度可达到___℃.当可变电阻器R2的电阻变大时,恒温箱设定的温度将变___(选填“升高”或“降低”).
(3)小明设计的这个控制电路,使用起来有不足之处,请你指出:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)当温度较低时,由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知,热敏电阻的阻值较大,由I=
可知,控制电路中的电流较小,电磁铁的磁性较弱,此时的衔铁不会被吸下来,根据图示的工作电路可知,加热丝所在的电路接通;
(2)电磁继电器的衔铁被吸合时,电路中的总电阻:
R总=
=
=200Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值:
R1=R总-R2=200Ω-150Ω=50Ω,
由图象知,热敏电阻的阻值为50Ω时,对应的温度为90℃.
当可变电阻器R2的电阻变大时,在热敏电阻阻值不变的情况下,电路中的电流会减小,此时电磁铁的磁性会减弱,所以衔铁不会被吸下来,工作电路继续工作,恒温箱内的温度持续升高,热敏电阻的阻值会继续降低,控制电路中的电流会增大,直到电流到达临界值时,电磁铁切断工作电路.
(3)小明设计的这个电路,从理论上讲控制的只是一个固定的温度值,这样使用时,就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时,电磁继电器频繁通断的现象,这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的.
故答案为:
(1)弱;接通;
(2)90;高;
(3)电磁继电器频繁通断,整个装置的使用寿命因此受到影响.
U |
R |
(2)电磁继电器的衔铁被吸合时,电路中的总电阻:
R总=
U |
I |
6V |
30×10-3A |
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值:
R1=R总-R2=200Ω-150Ω=50Ω,
由图象知,热敏电阻的阻值为50Ω时,对应的温度为90℃.
当可变电阻器R2的电阻变大时,在热敏电阻阻值不变的情况下,电路中的电流会减小,此时电磁铁的磁性会减弱,所以衔铁不会被吸下来,工作电路继续工作,恒温箱内的温度持续升高,热敏电阻的阻值会继续降低,控制电路中的电流会增大,直到电流到达临界值时,电磁铁切断工作电路.
(3)小明设计的这个电路,从理论上讲控制的只是一个固定的温度值,这样使用时,就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时,电磁继电器频繁通断的现象,这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的.
故答案为:
(1)弱;接通;
(2)90;高;
(3)电磁继电器频繁通断,整个装置的使用寿命因此受到影响.
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