Question

3．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．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，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；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．图甲中继电器的供电电压U₁=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R₀为30Ω．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．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象．
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为70Ω．当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小，继电器的磁性将增大（均选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连（均选填“A”或“B”）．
（3）图甲中线圈下端P的磁极是S极（选填“N”或“S”）．
（4）请计算说明，环境温度在高于多少℃时，警铃报警．
（5）要使环境温度为100℃时，警铃就报警，可减小供电电压U₁（选填“增大”、“减小”）．

Answer 1

分析 （1）分析乙图，找到热敏电阻40℃对应的阻值，由图分析热敏电阻随温度的变化，然后找出电流值的变化，最后得出电磁铁磁性的变化；
（2）由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，警铃响即可判断出接线柱的接法；
（3）由线圈中的电流的方向，结合安培定则判断出电磁铁的极性；
（4）由题意，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的最大值，从图象中找出对应的温度即可；
（5）根据题意结合欧姆定律分析解答．

解答 解：（1）分析乙图，找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω，并且分析图象发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
（2）由题中“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”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（3）由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极；
（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
所以控制电路的总电阻为：R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.05A}$=60Ω
所以热敏电阻为：R=R_总-R₀=60Ω-30Ω=30Ω
由图乙可知，此时t=80℃
所以，当温度t≥80℃时，警铃报警；
（5）要使环境温度为100℃时，警铃就报警，由乙图可知热敏电阻阻值减小，由I=$\frac{U}{R}$可得，当电流I不变时，可供电电压U1应该减小．
故答案为：（1）70；减小；增大．（2）B，A．（3）S；（4）环境温度大于等于80℃时，警铃报警；（5）减小．

点评 该题考查电磁继电器的原理与欧姆定律的相关计算，由一定的综合性，解答的过程中要细心一些．基础题目．