Question

【題目】小明根據(jù)所學(xué)的電學(xué)知識，想設(shè)計一個汽車超載自動報警電路．他查閱了相關(guān)資料了解到壓敏電阻是阻值隨壓力變化而變化的元件，并了解到壓敏電阻在生活中的一種應(yīng)用﹣﹣壓力傳感器．壓力傳感器受到的壓力越大，輸出的電壓就越大，用它可以稱量汽車的重．某壓力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系如下表：

壓力/×105N	0	1.2	2.4	3.6	4.8	6.0
輸出電壓/V	0	1	2	3	4	5

小明利用該壓力傳感器和電阻箱R'（最大電阻999.9Ω）及部分其它器材設(shè)計了圖甲所示的電路，閉合開關(guān)S，當(dāng)線圈中電流大于或等于20mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸合．已知繼電器線圈的電阻為25Ω，繼電器電路的電源電壓由傳感器的輸出電壓U提供．（假設(shè)U不受繼電器電路影響）

（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，請在圖乙給定的坐標(biāo)系中描繪出壓力傳感器的輸出電壓隨壓力變化的圖象；
（2）當(dāng)壓力增加到一定程度時，電鈴報警，說明汽車超載，則圖甲中電鈴應(yīng)接在（選填“A、B”或“C、D”）兩端；
（3）小明希望壓力大于或等于2.4×105N時，啟動報警系統(tǒng)，則電阻箱R′的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到多大？
（4）要使該裝置報警，汽車的最小重力為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：繪制圖象如下：

（2）C、D
（3）解：由圖象可知，當(dāng)壓力為2.4×105N時，輸出電壓U=2V，使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A，

∴此時電路的總電阻R總= = =100Ω

又∵繼電器線圈的電阻R線=25Ω

∴電阻箱接入電路的阻值R′=R總﹣R線=100Ω﹣25Ω=75Ω

答：電阻箱R'的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到75Ω

（4）解：∵使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A，繼電器線圈的電阻R線=25Ω

∴要使該裝置報警，壓力傳感器輸出的電壓最小值為

U最小=IR線=0.02A×25Ω=0.5V

由圖象可知，輸出電壓為0.5V時，對應(yīng)的壓力為6×104N．

答：汽車的最小重力為6×104N

【解析】解：（1）橫坐標(biāo)表示壓力，縱坐標(biāo)表示輸出電壓，對應(yīng)表中數(shù)據(jù)，繪制圖象如下： ；（2）當(dāng)壓力增大到一定程度時，壓力傳感器輸出電壓達(dá)到一定數(shù)值，線圈中電流大于或等于20mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸合，C、D間的電路就會被接通，因此電鈴應(yīng)接在C、D之間；
答：圖甲中的電鈴應(yīng)接在C、D之間．
【考點精析】本題主要考查了電磁繼電器的組成、原理和特點和歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識點，需要掌握電磁繼電器：實質(zhì)上是一個利用電磁鐵來控制的開關(guān)．它的作用可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強(qiáng)電流．還可實現(xiàn)自動控制；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能正確解答此題．