《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

21.如图甲所示是电热恒温箱的原理图,由控制电路和加热电路组成(部分电路尚未连接完整),其中控制电路由$U_1= 6 V$的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻$R_1$和滑动变阻器$R_2$串联而成,加热电路由$U_2= 220 V$的电源和R₀= 48.4 Ω的电热丝组成$,R_1$和R₀置于恒温箱内,图乙是热敏电阻$R_1$的阻值随温度变化的关系图,当控制电路的电流达到0.05 A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05 A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作,从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果,根据上述信息回答下列问题：

(1)请你在电路图中画线,将加热电路与电磁继电器正确地连接好（说明：将加热电路的电源$U_2$一端连接到电磁继电器的常闭触点，另一端连接到电热丝$R_0$，电热丝$R_0$的另一端连接到电磁继电器的公共触点）,当热敏电阻的温度升高时,电磁铁的磁性______增强(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)电热丝正常工作100 s产生的热量是多少?
解：$Q=W=\frac{U_2^2}{R_0}t=\frac{(220\,V)^2}{48.4\,\Omega}×100\,s=1×10^5\,J$
(3)若设定恒温箱的恒温温度为60 ℃,则滑动变阻器接入的电阻为多少?
解：由图乙知，$t=60\,°C$时，$R_1=80\,\Omega$
控制电路总电阻$R_{总}=\frac{U_1}{I}=\frac{6\,V}{0.05\,A}=120\,\Omega$
$R_2=R_{总}-R_1=120\,\Omega-80\,\Omega=40\,\Omega$
(4)若滑动变阻器的最大阻值为80 Ω,求恒温箱可设定的最高恒温温度。
解：$R_1'=R_{总}-R_2'=120\,\Omega-80\,\Omega=40\,\Omega$
由图乙知，$R_1'=40\,\Omega$时，$t=100\,°C$

答案：
(1) 连线图（说明：将加热电路的电源$U_2$一端连接到电磁继电器的常闭触点，另一端连接到电热丝$R_0$，电热丝$R_0$的另一端连接到电磁继电器的公共触点）；增强
(2) 解：$Q=W=\frac{U_2^2}{R_0}t=\frac{(220\,V)^2}{48.4\,\Omega}×100\,s=1×10^5\,J$
(3) 解：由图乙知，$t=60\,^\circC$时，$R_1=80\,\Omega$
控制电路总电阻$R_{总}=\frac{U_1}{I}=\frac{6\,V}{0.05\,A}=120\,\Omega$
$R_2=R_{总}-R_1=120\,\Omega-80\,\Omega=40\,\Omega$
(4) 解：$R_1'=R_{总}-R_2'=120\,\Omega-80\,\Omega=40\,\Omega$
由图乙知，$R_1'=40\,\Omega$时，$t=100\,^\circC$