Question

15．某同学要制作一个简易的温控装置，其原理图如图所示．继电器与热敏电阻R₁、滑动变阻器R串联接在电源E两端．当继电器中的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热．继电器的电阻为20Ω，热敏电阻的阻值R₁与温度t的关系如下表所示：

t/℃	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0	80.0
R1/Ω	199.5	145.4	108.1	81.8	62.9	49.1

（1）提供的实验器材由：电源E（3V，内阻不计）、滑动变阻器R（0～100Ω）、热敏电阻R₁、继电器、电阻箱（0～999.9Ω）、开关S、导线若干．
根据上述表格数据可得，该装置控制的温度最低值在30.0℃至40.0℃的范围内（选填“30.0”“40.0”“50.0”…“80.0”），温度最高值在60.0℃至70.0℃的范围内（选填“30.0”“40.0”“50.0”…“80.0”）．
（2）欲使衔铁在温度为50℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是⑤①③②④．（填写各步骤前的序号）
①合上开关，调节滑动变阻器的阻值
②断开开关，将电阻箱从电路中移除
③观察到继电器的衔铁被吸合
④将热敏电阻接入电路
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω

Answer 1

分析 （1）分析不同温度下热敏电阻的阻值，根据实验要求进行分析，从而求出温度的范围；
（2）明确实验原理，确定实验方法，从而明确实验中应进行的基本步骤．

解答 解：（1）根据闭合电路的欧姆定律，当电路中的电流为15mA时：
$I=\frac{E}{R+{R}_{1}+{R}_{继}}$
所以：$R+{R}_{1}=\frac{E}{I}-{R}_{继}=\frac{3}{15×1{0}^{-3}}-20=180$Ω
由于滑动变阻器的电阻值R（0～100Ω）所以R₁的电阻值最大为180Ω，对应的温度在30℃-40℃之间；R₁的电阻值最小为80Ω，对应的温度在60℃-70℃之间．
（2）要使50℃时被吸热，由表格数据可知，电阻为108.1Ω；为了使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，应先电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω；再合上开关，调节滑动变阻器的阻值，直到观察到继电器的衔铁被吸合；此时再断开开关将电阻箱取下，换下热敏电阻即可实现实验目的；故步骤为⑤①③②④；
故答案为：（1）30.0，40.0，60.0，70.0；（2）⑤①③②④

点评 本题考查多用电表的使用方法，要注意明确实验原理，注意分析实验电路图，从而确定实验应采用的基本方法，从而确定实验所采用的仪器．