Question

為保證江陰長(zhǎng)江大橋以及過(guò)橋車(chē)輛的安全，工作人員在橋的入口處安裝了“超載檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”．檢測(cè)時(shí)，當(dāng)車(chē)輛重量小于1×10⁵N時(shí)，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當(dāng)車(chē)輛重量大于等于1×10⁵N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(chē)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；電磁繼電器線圈的阻值為20Ω，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、紅燈的正常工作電壓均為220V．

（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）定值電阻R的阻值是多大？（要求有計(jì)算過(guò)程）
（3）運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)大橋依然破壞嚴(yán)重，于是管理部門(mén)作出當(dāng)車(chē)輛重量小于8×10⁴N才可以通行的規(guī)定．請(qǐng)你結(jié)合電路提出一種可行的調(diào)節(jié)方法．（壓敏電阻不可以更換）

Answer 1

【答案】分析：（1）解決此題要知道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）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．
（3）從圖象可知，壓敏電阻的阻值隨壓力的變小而變大；當(dāng)允許通過(guò)大橋的壓力變小時(shí)，電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變小，要使電磁繼電器正常工作，此時(shí)應(yīng)提高電路中的電流，據(jù)此提出調(diào)節(jié)方法．
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)；使電磁繼電器的靜觸點(diǎn)P與電源相連，動(dòng)觸點(diǎn)M和N分別與綠燈和紅燈的一個(gè)接線柱相連，紅燈和綠燈另外一個(gè)接線柱分別與電源相連．如圖所示：

（2）從圖象乙中可以看出，當(dāng)壓力為1×10⁵N時(shí)，壓敏電阻的阻值為100Ω；
電路中的總電阻為：R===200Ω，
故R=R-R_r-R_線=200Ω-100Ω-20Ω=80Ω．
（3）從圖象可知，當(dāng)大橋允許通過(guò)車(chē)輛的重量為小于8×10⁴N時(shí)，壓敏電阻的阻值變大，電路中的電流變小，
要使電磁繼電器正常工作，即流過(guò)線圈的電流大于等于30mA，則可以通過(guò)減小R（或者減小電磁繼電器線圈的阻值）、增大電源電壓、把彈簧彈性變?nèi)跻恍┑龋?br />故答案為：（1）如上圖所示；（2）80；（3）減小R（或者減小電磁繼電器線圈的阻值） 增大電源電壓 把彈簧彈性變?nèi)跻恍┑龋?br />點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的計(jì)算及應(yīng)用，還涉及了實(shí)物圖的連接，關(guān)鍵是明白電磁繼電器的工作原理，綜合性強(qiáng)，難度較大．