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电磁继电器计算题
1.某小组利用已学的电学知识开展了项目化学习活动。
【项目名称】制作烟雾报警器 。
【项目任务】当环境中烟雾浓度升高，使控制电路
中的电流≥250mA时，电铃发声报警。
【方案设计】
烟雾报警器由“控制电路”和“工作电路”组成，
其中“控制电路”由恒压电源（U1=6伏）、光敏
电阻R1、电磁继电器（忽略线圈的电阻）、滑动
变阻器R2、开关等组成；“工作电路”由电源U2、电铃、导线等组成。电路如图所示。
【器材选择】按上述方案，要想实现烟雾报警器的功能，光敏电阻阻值与光照强度的关
系是 。（提示：烟雾越浓，光照强度越弱）
A. B. C.
【项目调试】该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S1、S2，发现当通过线圈的电流为200毫安时，报警器就开始工作，此时滑动变阻器的阻值R2=15欧。在光照强度不变的
情况下，为了实现报警电流≥250毫安，应如何调节滑动变阻器？（写出计算过程）
【项目评价与反思】为了提高该烟雾报警器的灵敏度，他们提出以下几种方法，其中正
确的是 。
①在控制电路中串联一个电阻 ②增加线圈匝数 ③增大线圈和衔铁之间的距离
2.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下表所示．已知继电器的线圈电阻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
（1）请说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）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？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
3．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下表所示，已知继电器的线圈电阻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/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）计算说明该空调的启动温度是多少？
（2）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
4．我省实施“清凉工程”。某校共36个班级，现每个班级各安装一台空调，空调制冷额定功率为3000瓦。为使教室内温度控制在一定范围内，研习小组设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路。R1为热敏电阻，阻值随温度变化如图乙所示；R0是阻值为30欧的定值电阻；线圈电阻忽略不计。工作原理：电磁继电器电流大于等于0.2A时，衔铁下吸；当电流小于0.2A时，衔铁自动弹回。当温度达到34℃时，空调会自动开始工作。
求：该套装置设定教室的温度范围。
5．有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1＝6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像；工作电路由电压为U2＝220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求：
（1）请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
（2）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为100Ω时，恒温箱内的温度可保持在多少？
（4）要使恒温箱设定的温度值升高，下列调节方案可行的是 　 　 。
A.减少线圈匝数
B.增大控制电路的电源电压
C.使用更粗更有力的弹簧
D.应向左滑动变阻器R2的滑片
答案
1.C
R=U/I=6V/0.2A=30欧，Rx = 30欧-15欧=15欧
当通过线圈的的电流为250mA时，R=U/I=6V/.25A=24欧
此时R2= R'- Rx = 24欧-15欧=9欧
应将滑动变阻器连入电路的阻值调节为9欧
②
2.
3.（1）该空调的启动温度是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。
解：（1）由欧姆定律I得电路启动时的总电阻：R总400Ω，
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）因为控制电路启动时的电流不变，所以控制电路启动时的总电阻仍然为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）该空调的启动温度是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。
4．由图乙可知，此时温度为34℃；根据欧姆定律可知：；
磁继电器电流大于等于0.2A时，衔铁下吸；当电流小于0.2A时，衔铁自动弹回，所以有：
此时电路中的电流为：；
根据并联电路的电流规律有：I1＝I﹣I0＝0.2A﹣0.1A＝0.1A；
此时热敏电阻的阻值为：，由图乙可知，此时温度为26℃综上所述，温度范围为26℃～34℃。
5．（1）如上图；（2）变小；（3）恒温箱内的温度可保持在50℃；（4）AC
解：（1）已知通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来，工作电路被断开．故衔铁未被吸下来时，热敏电阻与工作电路连成回路，电路连接如下所示：
（2）从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值，根据欧姆定律可知，热敏电阻R1两端的电压变小；
（3）已知U＝6V，I＝30mA＝0.03A，
由欧姆定律可知，电路的总电阻：R总200Ω，
此时热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝200Ω﹣100Ω＝100Ω，
由图象知，热敏电阻的阻值为100Ω时，对应的温度为50℃；
（4）恒温箱的温度值要调高，热敏电阻减小，此时要使控制电路中的电流不要增大，电磁铁的磁性不要增强，以防衔铁被吸下来，
A、减少线圈匝数可减弱电磁铁的磁性，故可行；
B、增大控制电路的电源电压会使通过电路的电流变大，故不可行；
C、使用更粗更有力的弹簧，衔铁不易被拉下，故可行；
D、向左滑动变阻器R2的滑片，滑动变阻器减弱电流的电阻变小，通过电路的电流变大，故不可行；
故选：AC。
故答案为：（1）如上图；（2）变小；（3）恒温箱内的温度可保持在50℃；（4）AC。

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