科技小組開展設計一款“加熱恒溫水壺”項目活動,過程如下:
【明確問題】小組同學經(jīng)“頭腦風暴”后提出,電路設計需實現(xiàn)以下功能,并提出具體標準:①壺內的水先煮沸后才設置自動恒溫;②恒溫的溫度可以手動調節(jié)。
【方案設計】根據(jù)標準,小組討論后,初步設計了如圖甲的方案,閉合開關S
0,電熱絲R
0開始工作,燒水至沸騰后,再閉合S
1,手動調節(jié)滑動變阻器R
1,設置恒定溫度。當水溫高于設定值時,銜鐵被吸下,停止加熱;當溫度低于設定溫度時,銜鐵彈回,接通電路,開始加熱,從而實現(xiàn)自動恒溫。
(1)按照設計意圖,需選擇如圖乙熱敏電阻R
2,其阻值隨溫度升高而
減小
減小
。
(2)控制電路中電源電壓U
1恒為5V不變,R
1為滑動變阻器,線圈電阻忽略不計。線圈中電流低于I=100mA,銜鐵剛好被釋放,在彈簧拉力的作用下,工作電路接通。當恒溫的溫度設置為50℃時,此時滑動變阻器R
1接入電路中的電阻為多少Ω?(寫出計算過程)
【方案迭代】有同學認為甲方案不能防“干燒”(即壺內水量低于一定值,不能加熱),于是同學設計了如圖丙的方案。壓敏電阻R
3可感知壺內水量;熱敏電阻R
2感知水溫;L
1、L
2為完全相同的兩個電磁鐵(線圈電阻不計,忽略距離對電磁鐵磁性的影響);當加入水量達到最低水位時,電熱絲工作。請回答下列問題:
(3)要實現(xiàn)防“干燒”功能,加入水量未到最低水位時,L
1磁性
>
>
L
2磁性(填“>”、“=”或“<”)。
(4)水沸騰后,要使壺內水溫從恒溫50℃調節(jié)至恒溫70℃,R
1阻值需適當調
大
大
(填“大”或“小”)。