Question

17．干簧管继电器（如图甲b）由干簧管（如图甲a）和绕在干簧管外的线圈组成．当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态．线圈中没有电流时，磁场消失，簧片在弹力作用下回复到分离状态．

（1）由以上信息可知，干簧管继电器在工作中起了开关的作用；
（2）某同学想利用图乙中所提供的器材，设计出一个以热敏电阻为传感器的简易报警器（当温度过高时，电铃会响铃报警）．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，干簧继电器两个簧片处于分离状态，电铃不响；当环境温度超过某一值时，干簧管继电器两个簧片将处于闭合状态，电铃响．
请根据上述信息正确将图中A、B、C、D四个接线柱的接线接好；

（3）若该热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图丙所示．由图可知，当环境温度为40°C时，热敏电阻阻值约为40Ω．当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）若图乙中干簧管继电器的供电电压E=3V（内阻可忽略不计），干簧管继电器线圈用漆包线绕成，不考虑其自感作用．若线圈电阻为30Ω，且当线圈中的电流大于等于50mA时，干簧继电器的两个簧片将闭合，电铃报警．请计算说明，环境温度高于50°C时，电铃报警．

Answer 1

分析 （1）分析实验原理，从而明确实验中开关的作用；
（2）从图乙中找出40℃对应的热敏电阻的阻值，由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系；
（3）由题干中“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”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（4）由题干中“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”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题．

解答 解：（1）根据题意可知，干簧管继电器在工作中起到了开关的作用；
（2）解：根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在温度较低时，则热敏电阻阻值较大，电路的电流较小，则干簧管的磁场较弱，因此另一电路不能导通；当温度较高时，电流增大，磁场增加，导致干簧管接通，导致另一电路导通，从而报警．电路图如下所示；
（3）分析丙图，找到热敏电阻40℃对应的阻值为40Ω，并且分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小；
（4）当线圈中的电流I=50mA=0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警
控制电路的总电阻R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{0.05}$=60Ω
热敏电阻R=R_总-R₀=60Ω-30Ω=30Ω
由图乙可知，此时t=50℃
所以，当温度t≥50℃时，警铃报警．
故答案为：（1）开关；（2）如图所示；（3）40；减小；（4）50．

点评 本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了学生的读图能力，综合性比较强，解题时要仔细分析．注意培养分析问题的能力．