Question

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器R的最大电阻为200Ω，R_t是热敏电阻，其阻值与温度t的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过18mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是1000W，所用电源为家用交流电。

t/℃	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
Rt/Ω	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用_____（选填“电生磁”或“磁生电”）来工作的。R_t的阻值随着温度的降低逐渐_____。

（2）闭合开关S后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到ab两点时指针不偏转，接到ac两点时指针偏转，断路处在_____之间（选填“ab“或“bc“）。

（3）为使该装置能对30℃～70℃之间任意温度进行控制，电源E用_____节干电池。若在50℃时衔铁被吸合，应将滑动变阻器R的阻值调到_____Ω．将调节好的装置（50℃衔铁被吸合）放在容积为100m³的密闭保温容器中，已知空气的比热容为1000J（/kg•℃），密度为1.3kg/m³，则容器中的空气从30℃加热到空气达到的最高温度至少需要_____s。

Answer

电生磁 增大 bc 3 121.9 2600

【解析】

（1）电磁继电器是根据电流的磁效应制成的；根据表格数据可知Rt的阻值随着温度的变化而变化情况；

（2）电压表指针不偏转，说明断路在电压表两接线柱之外的位置；电压表指针偏转，说明电压表与电源两极是连通的，其断路处在两接线柱之间；

（3）由于电磁继电器（电阻不计）的衔铁被吸合的电流不变，当温度为30℃时，热敏电阻Rt的阻值最大，根据欧姆定律求出热敏电阻Rt两端的电压，

知道一节干电池的电压为1.5V，从而可以求出需要的干电池的节数；

先求出电源电压，再利用欧姆定律和串联电路电阻的特点求出滑动变阻器R接入电路的阻值；根据求出密闭保温容器中空气的质量，再根据和求出需要的加热时间。

（1）电磁继电器的核心部件是电磁铁，通电时有磁性，断电时无磁性，是根据电流的磁效应制成的，即利用电生磁来工作的。

由表格数据可知，温度t越低，热敏电阻Rt的阻值越大，即Rt的阻值随着温度的降低逐渐增大。

（2）该同学将一个电压表接到ab两点时指针不偏转，说明ab两点之间是连通的，断路在ab两点之外的位置；

将电压表接到ac两点时指针偏转，说明电压表与电源两极是连通的，其断路处在bc之间。

（3）由于电磁继电器（电阻不计）的衔铁被吸合的电流不变，

当温度为30℃时，热敏电阻Rt的阻值最大，其阻值，

由得，热敏电阻Rt两端的电压：

，

由于一节干电池的电压为1.5V，所以需要的干电池的节数：，

所以，n取3节，即电源E用3节干电池。

电源E的电压：，

此时电路总电阻：，

由表格数据可知，在温度为50℃时，热敏电阻，

根据串联电路电阻特点可知，滑动变阻器R接入电路的阻值：

。

由得，密闭保温容器中空气的质量：

，

则容器中的空气从30℃加热到空气达到的最高温度吸收的热量：

，

由题意知，加热器消耗的电能，

再根据得，需要的加热时间：

。