Question

【题目】如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器．热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源、开关等组成，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，调节可变电阻器使得R2=110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电池继电器的线圈电阻忽略不计，请回答：
（1）电磁继电器中电磁铁上端是极．（填“N”或“S”）
（2）恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变 ， 加热电路会因此被（填“接通”或“断开”）
（3）调节可变电阻器使得R2′=170Ω，恒温箱内温度升高到多少摄氏度时，加热电路被断开．
（4）整个装置在设计上有何不足之处 ．

Answer 1

【答案】
（1）N
（2）强；断开
（3）

由图象知，当恒温箱温度升高到50℃时，R1=90Ω，由串联电路特点知此时控制电路的总电阻：R总=R1+R2=90Ω+110Ω=200Ω，

因为控制电路中电磁铁吸合电流是相同的，即电路的总电阻不变，当R2′=170Ω时，

R1′=R总﹣R2′=200Ω﹣170Ω=30Ω，由图象知，此时恒温箱内的温度为130℃，

即恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开。

（4）电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响
【解析】解：（1）根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的上端为电磁铁的N极；（2）由图甲知，控制电路中，R1、R2和电磁铁串联在电路，由图象乙知，R1的阻值随温度升高而减小，所以恒温箱内温度不断升高时，R1的阻值减小，控制电路中总电阻变小，由欧姆定律知控制电路中电流变大，所以电磁铁的磁性变强，电磁铁吸下衔铁，加热电路会断开；（3）由图象知，当恒温箱温度升高到50℃时，R1=90Ω，由串联电路特点知此时控制电路的总电阻：R总=R1+R2=90Ω+110Ω=200Ω，
因为控制电路中电磁铁吸合电流是相同的，即电路的总电阻不变，当R2′=170Ω时，
R1′=R总﹣R2′=200Ω﹣170Ω=30Ω，由图象知，此时恒温箱内的温度为130℃，即恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开；（4）由题知，每次工作时，恒温箱控制的只是一个固定的温度值，使用过程中，恒温箱内温度只允许在这个值附近．电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响．
所以答案是：（1）N；（2）强；断开；（3）R2′=170Ω，恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开；（4）电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响．
【考点精析】解答此题的关键在于理解电磁继电器的组成、原理和特点的相关知识，掌握电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关．它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流．还可实现自动控制，以及对欧姆定律及其应用的理解，了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．