Question

20．传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示，将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，图甲中继电器的供电电压U₁=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R₀的阻值为30Ω，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为70Ω，当环境温度升高时，继电器的磁性将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连（均填“A”或“B”）
（3）请计算说明，环境温度在t≥80℃时，警铃报警．

Answer 1

分析 （1）由图乙直接读出热敏电阻阻值．当环境温度升高时，分析热敏电阻阻值的变化，由欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断继电器磁性的变化．
（2）根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，分析电路的连接情况．
（3）由欧姆定律求出热敏电阻接入电路阻值的最大值，从而得到环境温度范围．

解答 解：（1）由图乙知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为70Ω．当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知电路中电流增大，则继电器的磁性将增大．
（2）根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连．
（3）当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为 R_总=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{3}{0.05}$=60Ω
此时热敏电阻阻值为 R=R_总-R₀=60-30=30Ω
由图乙知，此时环境温度为80℃
所以环境温度在t≥80℃时，警铃报警．
故答案为：①70，增大；②B，A；③80．

点评 解决本题的关键是读懂题意，理解实验原理，运用欧姆定律分析．要有读图的能力．