Question

3．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U₁=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R₀为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．（1）图甲中警铃的接线柱C应与B接线柱相连（填“A”或“B”）．
（2）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警．

Answer 1

分析 （1）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（2）由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题．

解答 解：（1）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（2）当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警
由欧姆定律，控制电路的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.05A}$=60Ω
根据电阻的串联，热敏电阻：R=R_总-R₀=60Ω-30Ω=30Ω
由图乙可知，此时t=80℃，所以，当温度t≥80℃时，警铃报警．
故答案为：（1）B；（2）当温度t≥80℃时警铃报警．

点评 本题电磁继电器的工作原理及串联电路电压的规律和欧姆定律的运用，关键是从图中获取有效的信息．