Question

15．為保證潤(rùn)揚(yáng)大橋以及過(guò)橋車輛的安全，工作人員在橋的人口處安裝了“超載檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)，當(dāng)車輛重量小于1X 10⁵N時(shí)，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當(dāng)車輛重量大于等于1X 10⁵ N時(shí)，紅燈亮、綠燈滅，表示禁止通行．系統(tǒng)中的電路元件如圖甲所示，其中壓敏電阻R_x在檢測(cè)時(shí)承受車輛的全部重量，它的阻值隨所受壓力F變化的圖象如圖乙所示；R．為定值電阻；電磁繼電器線圈上標(biāo)有“10Ω40mA”．當(dāng)流過(guò)線圈的電流大于等于30mA時(shí)，通電線圈的作用效果大于彈簧的作用效果，銜鐵被吸下，動(dòng)觸點(diǎn)P和靜觸點(diǎn)M斷開(kāi)并和靜觸點(diǎn)N接通；電池組的電壓為6V；綠燈規(guī)格為“220V 40W”，紅燈規(guī)格為“220V 60W”．

（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線完成電路連接；
（2）電磁繼電器線圈上標(biāo)有“10Ω 40mA”，它的意思是指線圈的電阻是10Ω，允許通過(guò)的最大（選填“最大”“最小”）電流是40mA，超過(guò)了會(huì)燒壞線圈；
（3）根據(jù)分析可以知道B（A/B）燈是紅燈；
（4）定值電阻R₀的阻值為多大？

Answer 1

分析 （1）電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的；只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)；當(dāng)電流超過(guò)一定的數(shù)值，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合；當(dāng)電流小于一定值時(shí)，電磁的吸力變?nèi)�，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合；這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了，改變工作電路的目的；
（2）由電磁繼電器線圈上的銘牌可知線圈的電阻和允許通過(guò)的最大電流；
（3）由題意可知超載時(shí)紅燈亮，由乙圖可知壓力越大時(shí)壓敏電阻的阻值越小，此時(shí)線圈中的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下來(lái)，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（4）從圖象是讀出當(dāng)壓力為1×10⁵N時(shí)，壓敏電阻的阻值；然后利用歐姆定律的變形公式計(jì)算出電路的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路總電阻與分電阻的關(guān)系計(jì)算出定值電阻的阻值．

解答 解：（1）用導(dǎo)線將左側(cè)電源、壓敏電阻、定值電阻和電磁繼電器順次連接起來(lái)即可，如下圖所示：

（2）電磁繼電器線圈上標(biāo)有“10Ω 40mA”，則線圈允許通過(guò)的最大電流為40mA；
（3）由題意可知超載時(shí)紅燈亮，由乙圖可知壓力越大時(shí)壓敏電阻的阻值越小，此時(shí)線圈中的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下來(lái)，B燈泡發(fā)光，則B燈泡為紅燈；
（4）從圖象乙中可知，當(dāng)壓力為1×10⁵N時(shí)，壓敏電阻的阻值為100Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{30×1{0}^{-3}A}$=200Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，定值電阻R₀的阻值：
R₀=R-R_x-R_線=200Ω-100Ω-10Ω=90Ω．
答：（1）如上圖所示；
（2）最大；
（3）B；
（4）定值電阻R₀的阻值為90Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是明白電磁繼電器的原理和工作特點(diǎn)．