Question

某同学在研究性学习过程中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻，其阻值随温度变化曲线如图中（a）所示，并设计了图（b）所示的由热敏电阻R（符号如图）和电磁继电器组成的温度自动控制装置．已知继电器线圈电阻R₀为50Ω，左边电源电压为6V，当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边发热电路便断开．

问：（1）该温度自动控制装置为什么能够将温度控制在一定值附近？
（2）通过计算说明这一温度值是控制在多少℃？

Answer 1

分析：当温度上升时，电阻R的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，电热丝电路断开，停止加热．过一段时间后，温度下降，电阻R的阻值增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电热丝电路接通，电热丝又开始工作加热，温度上升．当电流等于20mA时，求出总电阻，然后计算得到R，对应图象找出温度数值．

解答：解：当电流等于20mA时，合0.02A，总电阻R=

U

I

=

6V

0.02A

=300Ω，
由于是串联电路，所以电热丝电阻=R-R₀=300Ω-50Ω=250Ω，对应图象找出温度数值为50℃．
答：（1）当温度上升到某一值时，电阻R的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，电热丝电路断开，停止加热．过一段时间后，温度下降，电阻R的阻值增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，电热丝电路接通，电热丝又开始工作加热，温度上升．就这样重复间断工作，从而把温度控制在某一温度附近．
（2）电阻为250Ω，对应控制温度为50℃．

点评：本题考查学生对串联电路中欧姆定律的应用和电磁继电器的原理的熟悉程度．