Question

小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R₁、可变电阻器R₂等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示．其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R₁处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R₁的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．
（1）恒温箱的加热器应该接在______端．（A、B；C、D）
（2）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：
A．0～100Ω      B．0～200Ω     C．0～1000Ω       D．0～1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？计算说明．

Answer 1

【答案】分析：（1）AB端与CD端的不同在于一个是在电磁铁吸合时工作，一个是在电磁铁不吸引合时工作，从控制需要入手可分析为什么要将恒温箱的加热器接在AB端；
（2）利用串联电阻的关系，结合图象可确定要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可变电阻器R₂的阻值范围．
解答：解：（1）根据题意，电磁继电器的衔铁被吸合时，恒温箱加热器停止加热，因此，应将加热器连接在A、B端；
故答案为：A、B；
（2）应选择B可变电阻器．原因是：
电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R_总=R₁+R₂===200Ω，
控制90℃时，由曲线图可知，R₁=50Ω，可变电阻值应为R₂=200Ω-50Ω=150Ω，
控制150℃时，由曲线图可知，R₁=30Ω，可变电阻值应为R₂=200Ω-30Ω=170Ω．
所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，故选用B即可．
点评：本题中提供的信息较多，问题也具有一定的思维深度，应在充分理解题意，明确电磁继电器结构和原理的基础上，结合图示进行解答．本题的突破口是对本装置工作过程的理解，难点是结合R₁的阻值随温度变化的关系曲线，来求解可供选择的可变电阻的规格．