Question

19．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图1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，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20Ω，热敏电阻的阻值R_t与温度t的关系如表所示

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）提供的实验器材有：电源E₁（3V，内阻不计）、电源E₂（6V，内阻不计）、滑动变阻器R₁（0～200Ω）、滑动变阻器R₂（0～500Ω）、热敏电阻R_t，继电器、电阻箱（0～999.9Ω）、开关S、导线若干．
为使该装置实现对30～80℃之间任一温度的控制，电源E应选用E₂（选填“E₁”或“E₂”），滑动变阻器R应选用R₂（选填“R₁”或“R₂”）．

（2）实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至C（选填“A”、“B”、“C”或“D”）
（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在图1中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针不偏转（选填“偏转”或“不偏转”），接入a、c时指针偏转（选填“偏转”或“不偏转”）．
（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是⑤④②③①．（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
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，从而明确应采用的电源和滑动变阻器；
（2）明确多用电表的使用方法，根据要求选择对应的量程；
（3）根据电压表的测量方法以及电路结构进行分析，从而明确指针是否发生偏转；
（4）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）要想控制30℃时的情况，此时热敏电阻的阻值约为200Ω，需要的最小电动势E=0.015×（200+20）=3.3V；由于还要考虑滑动变阻器的阻值，因此3V的电源电动势太小，应选择6V的电源E₂；
滑动变阻器采用限流接法，因此其阻值应约为热敏电阻的几倍左右，因此滑动变阻器应采用R₂
（2）要想测量电压，应将旋钮旋至电压档位上，因电动势为6V，因此应选择10V量程，故旋至C点；
（3）若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时电表与电源不连接，因此指针不偏转；而接入a、c时，电表与电源直接连接，故指针发生偏转；
（4）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⑤④②③①；
故答案为：（1）E₂；R₂；（2）C；（3）不偏转；偏转；（4）⑤④②③①

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．