Question

5．超市里的電梯，有人乘時(shí)運(yùn)行較快，無人乘時(shí)為了節(jié)能運(yùn)行較慢．利用電磁繼電器可以設(shè)計(jì)這樣的電路，技術(shù)人員按照下列方法設(shè)計(jì)“自動(dòng)控制電路”，所用器材：電壓恒為6V的蓄電池，220V家庭電源，開關(guān)S，壓敏電阻R₁（電阻隨壓力的變化關(guān)系如圖1所示），限流電阻R₂（如果連接在電路中可減小電路中的電流），電動(dòng)機(jī)，電磁繼電器（線圈電阻為R₀，線圈電流大于0.2A時(shí)銜鐵被吸下，線圈電流小于0.2A時(shí)銜鐵被彈回）．（g=10N/Kg）

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線按要求將如圖2中的控制電路和工作電路分別連接完整．
（2）質(zhì)量超過20Kg人站在壓力感應(yīng)器上，就能使電梯運(yùn)行加快，求：線圈電阻R₀的電阻．

Answer 1

分析 （1）將電動(dòng)機(jī)和下觸點(diǎn)串聯(lián)組成工作電路，將R₁和電磁鐵串聯(lián)接入控制電路；當(dāng)有人時(shí)，壓敏電阻變小、控制電路中的電流變大、電磁鐵磁性增強(qiáng)，增強(qiáng)到一定程度，將銜鐵吸下，使工作電路接通，電動(dòng)機(jī)開始工作；
（2）質(zhì)量為20kg人站在壓力感應(yīng)器上時(shí)產(chǎn)生的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，根據(jù)圖1可知壓敏電阻的阻值，此時(shí)電路中的電流為0.2A，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出線圈電阻R₀的電阻．

解答 解：（1）將R₁和電磁鐵串聯(lián)接入控制電路；將電動(dòng)機(jī)和下觸點(diǎn)串聯(lián)組成工作電路，限流電阻R₂、電動(dòng)機(jī)和上觸點(diǎn)串聯(lián)組成限流電路，如下圖所示：

（2）質(zhì)量為20kg的人站在壓力感應(yīng)器上時(shí)，對(duì)壓力傳感器的壓力：
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N，
由圖象可知，壓敏電阻的阻值R₁=20Ω，
電梯運(yùn)行加快時(shí)，電路中的電流為0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，線圈電阻R₀的電阻：
R₀=R-R₁=30Ω-20Ω=10Ω．
答：（1）如上圖所示；
（2）線圈電阻R₀的電阻為10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題為電學(xué)、磁學(xué)的綜合題，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，考查學(xué)生的分析能力，明確機(jī)械的工作要求與控制程序是進(jìn)行電路連接的前提，本題在連接時(shí)，注意與銜鐵處觸點(diǎn)開關(guān)連接的位置有上下兩個(gè)觸點(diǎn)，這是本題易錯(cuò)的地方，連接任意一處都可以工作，但工作的條件恰好相反，必須根據(jù)題意的要求來最終確定．