Question

8．為判斷短跑比賽時是否搶跑，某興趣小組設計了如圖“搶跑自動指示”電路．其工作原理是：當運動員蹲在起跑器上后，先閉合S；發(fā)令時閉合S₁，發(fā)令指示燈亮；運動員起跑后，裝在起跑器上的壓敏電阻R₀因受到壓力減小，其阻值改變，電磁鐵線圈中的電流明顯變大，S₂被吸引而閉合，起跑器指示燈亮．（電磁鐵線圈的電阻不計）．
（1）當S₁處于斷開狀態(tài)時，閉合S，若壓敏電阻阻值變小，電磁鐵的磁性變強，電磁鐵的左端為S極．
（2）已知發(fā)令控制電路電源電壓U=6伏，若運動員起跑后，壓敏電阻R₀的阻值為30歐，S和S₁仍處于閉合狀態(tài)，電磁鐵線圈中電流為0.25安，計算此時發(fā)令指示燈的功率？若發(fā)令控制電路正常穩(wěn)定工作10秒鐘，整個電路消耗的電能是多少？
（3）裁判員如何判斷運動員搶跑：比較起跑器指示燈是否比發(fā)令指示燈亮的早．

Answer 1

分析 （1）通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵磁性越強，通過電磁鐵的電流越小，電磁鐵磁性越弱．
電磁鐵的N極和S極通過安培定則進行判斷：用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指所指的方向是電磁鐵的N極；
（2）由歐姆定律求出通過壓敏電阻的電流，然后應用并聯(lián)電路特點求出通過指示燈的電流，最后由P=UI 求出指示燈的功率；
（3）根據(jù)圖示控制電路與工作電路分析答題．

解答 解：（1）當S₁處于斷開狀態(tài)時，閉合S，若壓敏電阻阻值變小，通過壓敏電阻的電流變大，干路電流變大，通過電磁鐵的電流變大，電磁鐵磁性變強．
電流從電磁鐵的右端進入，從電磁鐵的左端流出，根據(jù)安培定則，判斷電磁鐵的右端是N極，左端是S極．
（2）通過壓敏電阻的電路：I₀=$\frac{U}{{R}_{0}}$=0.2A，
通過燈泡的電流：I_L=I-I₀=0.25A-0.2A=0.05A，
燈泡功率：P_L=UI_L=6V×0.05A=0.3W；
消耗的電能W=UIt=6V×0.25A×10s=15J．
（3）由于運動員起跑后，裝在起跑器上的起跑器指示燈亮，若運動員搶跑則起跑器指示燈亮時發(fā)令指示燈沒有發(fā)光，所以比較起跑器指示燈與發(fā)令指示燈發(fā)光的先后即可判斷．
故答案為：（1）變強；S；
（2）發(fā)令指示燈的功率為0.3W；整個電路消耗的電能是15J．
（3）比較起跑器指示燈是否比發(fā)令指示燈亮．

點評 通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵磁性越強，分析清楚電路結構、應用并聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率公式即可正確解題．