题目内容

【题目】下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图.“控制电路”由热敏电阻R1、滑动变阻器R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电源U1(U1=8V)、开关、导线等组成.热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表.当线圈中的电流大于或等于20mA时,电磁铁的衔铁被吸下.“工作电路”由电源U2(U2=220V)、发热电阻R2 (R2=110Ω)、导线等组成.问:

(1)为使恒温箱温度升高到一定值时,“工作电路”自动断开,导线端点C应接接线柱
(2)若设定恒温箱的温度最高为45℃,则“控制电路”中的滑动变阻器的阻值为
(3)“工作电路”工作时的电流为
(4)若要发热电阻R2产生1.32×105J的热量,则工作电路需工作时长为
(5)“控制电路”中用到了哪些物理知识?请说出两点.

【答案】
(1)A接线柱上
(2)200Ω
(3)2A
(4)300s
(5)电磁铁应用了电流的磁效应;衔接应用了杠杆原理;还有欧姆定律等
【解析】(1)温度升高到一定值时,热敏电阻阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁磁性增强,把衔铁吸下来,此时工作电路断开,说明C点接在A接线柱上;
(2)查表可知,当温度为45℃时,R1=200Ω,此时电路中的电流I=20mA=0.02A,

所以控制电路中的总电阻为:

所以滑动变阻器的阻值为:R0=R-R1=400Ω-200Ω=200Ω.
(3)工作电路工作时的电流为: .
(4)由焦耳定律可得: .
(5)电磁铁应用了电流的磁效应;衔接应用了杠杆原理;还有欧姆定律等.

答:(1)导线C应接在A接线柱上;
(2)滑动变阻器接入的电阴为200Ω;
(3)工作电路中的电流为2A;
(4)工作电路加热时间为300s;
(5)电流的磁效应;欧姆定律;通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强;电路两端电压一定时,电阻越小,电流越大;杠杆原理等.
(1)根据表中数据分析出热敏电阻与温度的关系,得出温度升高到一定值时,控制电路中电流的变化,判断出电磁继电器的工作情况;
(2)由表中数据查出45℃时热敏电阻对应的电阻,由于此时工作电路断开,则控制电路中电流至少为20mA,根据欧姆定律求出总电阻,减去热敏电阻的阻值,即为滑动变阻器的阻值;
(3)分析控制电路的工作过程确定应用的物理知识.

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