题目内容
【题目】如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内。电源电压U=6V,继电器线圈的电阻可不计。如图为热敏电阻的R1﹣t图象,且已知在50~150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1×t=k(常数);电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合。已知此时可变电阻R2=225Ω,恒温箱保持60℃恒温。图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源,它的额定功率是1500W。
(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端?
(3)根据统计,正常情况下,温度控制箱内的加热器,每天加热50次,每次加热10min,恒温箱每天消耗电能多少kWh?
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为多少?
【答案】(1)75Ω;(2)A、B端;(3)12.5kWh。(4)255Ω。
【解析】
(1)由题可知,恒温箱保持60℃时,可变电阻R2=225Ω,电流是20mA=0.02A,电源电压为6V,则根据欧姆定律可得控制电路的总电阻:;
由电阻的串联可得,60℃时热敏电阻R1的阻值:R1=R﹣R2=300Ω﹣225Ω=75Ω;
(2)由如图可知,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小,可见温度越高,控制电路中的电流越大,当电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合,加热电路应当断开,所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
(3)恒温箱内的加热器正常工作时的功率为1500W,每天加热50次,每次加热10min,则恒温箱每天消耗电能:;
(4)由题可知,R1t=常数,由1小题可知,当温度是60℃时,热敏电阻为75Ω,则当温度是100℃时,设热敏电阻为R′1,则有:75Ω×60℃=R′1×100℃,解得:R′1=45Ω;由于继电器的衔铁被吸合时,电路中的电流仍然为20mA,则控制电路的总电阻仍然为R=300Ω,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和,可变电阻R2的阻值:R2=R﹣R′1=300Ω﹣45Ω=255Ω。
答:(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是75Ω;
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端;
(3)恒温箱每天消耗电能12.5kWh。
(4)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为255Ω。
【题目】如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时,在下表记录了实验情况。
实验序号 | 磁场 方向 | ab中 电流方向 | ab 运动方向 |
1 | 向下 | 无电流 | 静止不动 |
2 | 向下 | 由a向b | 向左运动 |
3 | 向上 | 由a向b | 向右运动 |
4 | 向下 | 由b向a | 向右运动 |
(1)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与________有关;比较实验__________和____________,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方法是____________(选填下列选项对应的符号)。
A.类比法 B.控制变量法 C.转换法
(3)小谦想在这个实验的基础上进行改造,来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。为了观察到明显的实验现象,他应把图中的电源换成很灵敏的___________(选填“电流表”或者“电压表”)。