《2025年单元双测全优测评卷九年级物理下册沪粤版》

六、综合应用题（9分）
26.如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制.控制电路由电磁继电器、热敏电阻R₁（安装在恒温箱内）、可变电阻器R₂、低压电源、开关等组成，R₁的阻值随温度变化的关系如图乙所示.调节可变电阻器使得R₂＝110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电池继电器的线圈电阻忽略不计，请回答：
（1）电磁继电器中电磁铁上端是________（填“N”或“S”）极.
（2）恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变________，加热电路会因此被________（填“接通”或“断开”）.
（3）调节可变电阻器使得R₂'＝170Ω，恒温箱内温度升高到多少摄氏度时，加热电路被断开.
（4）整个装置在设计上有何不足之处? ________________________.

答案：
(1)N
(2)强 断开
(3)$R_{2}' = 170\ \Omega$,恒温箱内温度升高到$130^{\circ}C$时,加热电路被断开
(4)电磁继电器频繁通断,整个装置的使用寿命因此受到影响
[解析]
(1)根据右手螺旋定则,用右手握住螺线管,使四指指向线圈中电流的方向,则大拇指所指的上端为电磁铁的N极;
(2)由图甲知,控制电路中,$R_{1}$、$R_{2}$和电磁铁串联在电路,由图像乙知,$R_{1}$的阻值随温度升高而减小,所以恒温箱内温度不断升高时,$R_{1}$的阻值减小,控制电路中总电阻变小,由欧姆定律知控制电路中电流变大,所以电磁铁的磁性变强,电磁铁吸下衔铁,加热电路会断开;
(3)由图像知,当恒温箱温度升高到$50^{\circ}C$时,$R_{1}=90\ \Omega$,由串联电路特点知此时控制电路的总电阻:$R_{总}=R_{1}+R_{2}=90\ \Omega + 110\ \Omega = 200\ \Omega$,因为控制电路中电磁铁吸合电流是相同的,即电路的总电阻不变,当$R_{2}' = 170\ \Omega$时,$R_{1}'=R_{总}-R_{2}'=200\ \Omega - 170\ \Omega = 30\ \Omega$,由图像知,此时恒温箱内的温度为$130^{\circ}C$,即恒温箱内温度升高到$130^{\circ}C$时,加热电路被断开;
(4)由题知,每次工作时,恒温箱控制的只是一个固定的温度值,使用过程中,恒温箱内温度只允许在这个值附近.电磁继电器频繁通断,整个装置的使用寿命因此受到影响.