Question

小強(qiáng)利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻R等元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)汽車超載自動(dòng)報(bào)警電路，如圖16所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時(shí)，輸出的電壓U就越大，二者的關(guān)系如圖17所示。閉合開關(guān)S，當(dāng)繼電器線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，銜鐵被吸合。已知傳感器的輸出電壓U即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20Ω。

(1)車輛不超載時(shí)，工作電路中綠燈亮;當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時(shí)，紅燈亮，說明汽車超載。請(qǐng)你判斷燈__________________(選填“L₁”或“L₂”)

(2)某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t的車輛通行，要用小強(qiáng)設(shè)計(jì)的裝置為此橋報(bào)警，R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少?(g取10N/kg)。

(3)在水平路面上，要使該裝置報(bào)警，通過車輛的最小重力為多少?

(4)請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，說明超載的一項(xiàng)危害。

     

Answer 1

 (1)(1分)L₂

(2)(4分)壓力F = G = mg = 2×10⁴kg ×10N/kg = 2×10⁵N 由圖像可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為l.0V

則R = R_總－R_線圈 =50Ω－20Ω =30Ω

(3)(3分)當(dāng)R調(diào)為0時(shí)，輸出電壓最小

最小電壓U₀= I R_線圈= 0. 02A ×20Ω = 0.4V

由圖像可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力為8.0 ×10⁴N

故車輛的最小重力為8.0 ×10⁴N

A.        (1分)壓強(qiáng)大，易損壞路面(或慣性大，不易剎車)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):參考以上標(biāo)準(zhǔn)，其他答案只要合理同樣給分。

【評(píng)析】此題考查電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用。題目考查不難，但需要細(xì)心審題，看好題目要求，取得本題滿分就不難。