Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了一個輪胎自動充氣系統(tǒng)，圖甲為其簡略原理圖。U為恒壓電源，電阻箱R1最大阻值為999.9Ω，R2為滑動變阻器，壓力傳感器RX阻值隨氣壓變化關(guān)系如圖乙所示，電流表A的最大測量值為100mA，電磁繼電器線圈中的電流大于或等于20mA時，銜鐵會被吸下：（線圈電阻不變）

(1)要使輪胎內(nèi)氣壓低于設(shè)定值時，該系統(tǒng)給輪胎自動充氣，高于設(shè)定值停止充氣，則電動充氣機M所在的工作電路中的F應(yīng)與_____（選填“D”或“E”）相連；

(2)若控制電路的電源電壓U為6V：

①汽車輪胎自動充氣過程中，壓力傳感器RX所在的控制電路能達(dá)到的最大功率是_____W；

②現(xiàn)要求輪胎內(nèi)氣壓低于250kPa時，該系統(tǒng)給輪胎自動充氣。興趣小組按照下列步驟對該系統(tǒng)進(jìn)行了正確調(diào)試：

步驟1：電路接通前，滑動變阻器R2的滑片P置于b端，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為_____Ω；

步驟2：將開關(guān)S向______（選填“1”或“2”）端閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片P，直至_________。此時R2的滑片P恰好在a端；

步驟3：將開關(guān)S向另一端閉合，保持R2的滑片P位置不動，該系統(tǒng)即可正常使用；

(3)若想使汽車輪胎內(nèi)氣壓達(dá)到150kPa~350kPa任意設(shè)定值時，該系統(tǒng)都可以自動充氣，則控制電路的電源電壓U和滑動變阻器R2的最大阻值各至少為多少_____？

Answer 1

【答案】D 0.12 150 2 電流表示數(shù)為0.02A 8V，200Ω

【解析】

(1)[1]輪胎內(nèi)氣壓高于設(shè)定值時，壓力傳感器RX阻值低于某設(shè)定值，線圈中電流高于設(shè)定值，此時銜鐵被吸合，E點接入電路，停止充氣，所以電動充氣機M所在的工作電路中的F應(yīng)與D相連。

(2)①[2]由題可知，電磁繼電器線圈中的電流大于或等于20mA時，銜鐵會被吸下，即汽車輪胎自動充氣過程中，壓力傳感器RX所在的控制電路能達(dá)到的最大電流為

則壓力傳感器Rx所在的控制電路能達(dá)到的最大功率為

②[3]由圖乙可知，輪胎內(nèi)氣壓低于250kPa時，壓力傳感器RX的阻值為150Ω，所以電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為150Ω。

[4][5]為了使控制電路能夠正常控制，應(yīng)先讓電阻箱調(diào)到壓力傳感器達(dá)到設(shè)定壓強時的電阻150Ω，所以開關(guān)應(yīng)該先向“2”端閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片直至電流表示數(shù)為0.02A，此時滑片P恰好在a端。

(3)[6]要使輪胎內(nèi)氣壓達(dá)到150kPa~350kPa任設(shè)定值都可以自動充氣,則壓力傳感器RX的取值范圍為

因為，所以電源電壓至少為

當(dāng)電壓為8V時，總電阻為

則滑動變阻器R2的最大阻值為

則控制電路的電源電壓U至少為8V，滑動變阻器R2的最大阻值至少為200Ω。