题目内容

9.如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示.若继电器的线圈的等效总电阻R0=10Ω,左边电源电压为6V恒定不变,当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作.
温度t/℃0510152025303540
电阻R/Ω600550500450420390360330300
(1)说明该空调的启动温度是25℃.
(2)为了节省电能,将空调启动温度设定为30℃,控制电路中需要再串联多大的电阻?(列式计算)

分析 (1)根据左边电源电压为6V,继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器启动,可计算出此时,继电器的总电阻,再减去线圈电阻,可得到热敏电阻的阻值,最后从表中找出对应温度;
(2)当温度设定为30℃时,从表中找出对应的电阻值,用同样的方法求出总电阻,减去表中对应的阻值,即可得出应串联的电阻大小.

解答 解:(1)由于当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作.所以,由I=$\frac{U}{R}$可得,电路启动时的总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{15×1{0}^{-3}A}$=400Ω,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得此时热敏电阻的阻值:
R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω,
对照表格数据可知,此时的启动温度是25℃;
(2)因为电路启动时的总电阻为400Ω,
由表中数据可知,空调启动温度设定为30℃时,热敏电阻的阻值为360Ω,
则电路中还应串联的电阻:
R′=R总-R热′-R0=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω.
答:(1)25;(2)将空调启动温度设定为30℃时,控制电路中需要再串联30Ω的电阻.

点评 本装置的实质是一个电磁继电器,对电磁继电器工作原理的了解是解题的基础;通过这一装置,重点考查了对电路中电流、电阻变化的分析,既要理解装置的工作过程,同时还要会从表格的数据中获取有用的信息,具有一定的综合性,难度较大.

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