Question

某同学在研究性学习活动中，通过查阅资料、查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，如图1所示，并设计了如图2所示的电热敏电阻R（符合如图）和电磁继电器组成的温度自动控制装置．已知继电器的线型电阻R₀为50Ω，左边电源电压为6V，当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边发热电路则断开．问此温度自动控制装置安放在温箱中能将温度控制在多少℃？（要求写出计算过程）

Answer 1

解：当I=20mA=0.02A时，继电器衔铁被线圈吸合，发热电路断开，
根据欧姆定律可得，电路中的电阻：
R===300Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时热敏电阻：
R_热=R-R₀=300Ω-50Ω=250Ω，对应图象找出温度数值为50℃，
故能将温度控制在50℃．
答：此温度自动控制装置安放在温箱中能将温度控制在50℃．
分析：当温度上升时，电阻R的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，电热丝电路断开，停止加热．过一段时间后，温度下降，电阻R的阻值增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电热丝电路接通，电热丝又开始工作加热，温度上升．当电流等于20mA时，求出总电阻，然后计算得到R，对应图象找出温度数值．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是从题干中获取有用的信息和明白电磁继电器的原理．