Question

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，如图所示．如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）电磁继电器中电磁铁上端是________（选填“N”或“S”）极．

（2）当温度较低时，电磁铁的磁性较________，触点开关________（选填“接通”或“断开”）．

（3）电磁继电器的电源两端电压U＝6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30 mA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150 Ω 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“高”或“低”）．

（4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90 ℃～150 ℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择________．

A．0～100 Ω     B．0～200 Ω

C．0～1 000 Ω     D．0～1 500 Ω

Answer

S 弱 接通 90 高 B

【解析】

（1）电流从电磁铁的下端流入上端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N极．

（2）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，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．

（3），电路的总电阻：，此时R1=热敏电阻的阻值：，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．

（4）由第三问的分析可知：当设定温度最低为90℃，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最大为50Ω，因为控制电路的U源=6V不变，I=0.03A不变，极控制电路的总电阻200Ω保持不变，所以此时要求R2的阻值为150Ω，且此时为最小值；当设定温度为150℃时，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最小为30Ω，因为控制电路的总电阻为200Ω不变，所以此时要求R2的阻值为170Ω，且为最大值．

综上分析，当恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃时，滑动变阻器的阻值变化范围为150Ω～170Ω，故选B．