下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图.“控制电路”由热敏电阻R1、滑动变阻器R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电...
问题详情:
下图是某兴趣小组设计的一恒温箱的原理图.“控制电路”由热敏电阻R1、滑动变阻器R0、电磁铁(线圈电阻不计)、电源U1(U1=8V)、开关、导线等组成.热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表.当线圈中的电流大于或等于20mA时,电磁铁的衔铁被吸下.“工作电路”由电源U2(U2=220V)、发热电阻R2 (R2=110Ω)、导线等组成.
温度/℃ | … | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | … |
热敏电阻阻值/Ω | … | 350 | 300 | 250 | 200 | 160 | … |
问:
(1)为使恒温箱温度升高到一定值时,“工作电路”自动断开,导线端点C应接哪个接线柱?
(2)若设定恒温箱的温度最高为45℃,则“控制电路”中的滑动变阻器的阻值为多大?
(3)“工作电路”工作时的电流为多大?
(4)若要发热电阻R2产生1.32×105J的热量,则工作电路需工作多长时间?
(5)“控制电路”中用到了哪些物理知识?请说出两点.
【回答】
【考点】电磁继电器的组成、原理和特点;电功的计算;焦耳定律.
【分析】(1)温度升高到一定值时,热敏电阻阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁磁*增强,把衔铁吸下来,此时工作电路断开,说明C点接在A接线柱上;
(2)从表中查得45℃时,热敏电阻对应的电阻,由于此时工作电路断开,则控制电路中电流至少为20mA,根据欧姆定律求出总电阻,减去热敏电阻的阻值,即为滑动变阻器的阻值;
(3)根据欧姆定律I=就可求出工作电路中的电流;
(4)根据焦耳定律Q=I2Rt可以算出工作电路需要的时间;
(5)分析控制电路的工作过程可知应用了欧姆定律、杠杆原理、电流的磁效应等.
【解答】解:(1)温度升高到一定值时,热敏电阻阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁磁*增强,把衔铁吸下来,此时工作电路断开,说明C点接在A接线柱上;
(2)查表可知,当温度为45℃时,R1=200Ω,此时电路中的电流I=20mA=0.02A,
所以控制电路中的总电阻为:R总===400Ω,
所以滑动变阻器的阻值为:R0=R总﹣R1=400Ω﹣200Ω=200Ω.
(3)工作电路工作时的电流为:I2===2A.
(4)由焦耳定律可得:t===300s.
(5)电磁铁应用了电流的磁效应;衔接应用了杠杆原理;还有欧姆定律等.
答:(1)导线C应接在A接线柱上;
(2)滑动变阻器接入的电*为200Ω;
(3)工作电路中的电流为2A;
(4)工作电路加热时间为300s;
(5)电流的磁效应;欧姆定律;通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁*越强;电路两端电压一定时,电阻越小,电流越大;杠杆原理等.
知识点:各地中考
题型:实验,探究题