【題目】小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻R等元件,設計了一個汽車超載自動報警電路,如圖甲所示.他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時,輸出的電壓U就越大,二者的關系如圖乙所示.閉合開關S,當繼電器線圈中電流大于或等于20mA時,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,工作電路中綠燈亮;當傳感器所受壓力增大到一定程度時,紅燈亮,說明汽車超載.請你判斷燈  (填“L1”或“L2”)是紅燈;
(2)在水平路面上,要使該裝置報警,通過車輛的最小重力為多少?
(3)請你運用所學物理知識,說明超載的一項危害.

【答案】
(1)L2
(2)

解:車對水平地面的壓力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,

由圖象可知,此時的輸出電壓U=1V,

因為I=,

所以電路總電阻:

電阻R的阻值:

R=R﹣R線圈=50Ω﹣20Ω=30Ω當R=30Ω要使報警器報警,

輸出電壓最小,

據(jù)I=,

所以輸出最小電壓:

U0=IR線圈=0.02A×20Ω=0.4V,

由圖象可知,此時壓力傳感器受到的壓力:

F′=0.8×105N=8×104N;

答:在水平路面上,要使該裝置報警,通過車輛的最小重力為8×104N


(3)

答:超載的汽車質(zhì)量大,慣性大,急剎車后滑行距離大,容易出交通事故


【解析】解:(1)由圖示可知,車輛不超載時,銜鐵接上端,L1亮,車輛超載時,銜鐵接下端,L2亮,由題意知,L2是紅燈.
(2)車對水平地面的壓力F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N,
由圖象可知,此時的輸出電壓U=1V,
因為I=,
所以電路總電阻:

電阻R的阻值:
R=R﹣R線圈=50Ω﹣20Ω=30Ω當R=30Ω要使報警器報警,
輸出電壓最小,
據(jù)I=,
所以輸出最小電壓:
U0=IR線圈=0.02A×20Ω=0.4V,
由圖象可知,此時壓力傳感器受到的壓力:
F′=0.8×105N=8×104N;
(3)超載的汽車質(zhì)量大,慣性大,急剎車后滑行距離大,容易出交通事故.
答:(1)汽車超載.請你判斷燈L2是紅燈;
(2)在水平路面上,要使該裝置報警,通過車輛的最小重力為8×104N;
(3)超載的汽車質(zhì)量大,慣性大,急剎車后滑行距離大,容易出交通事故.
(1)分析清楚電路結(jié)構,根據(jù)電路結(jié)構分析答題.
(2)車對水平地面的壓力等于它的重力,由圖象求出壓力傳感器的阻值,然后由串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出R阻值.當R為零時,由歐姆定律求出線圈兩端電壓,然后由圖象求出此時壓力傳感器受到的壓力,即車輪的最小重力.
(3)根據(jù)對超載危害的了解分析答題.

練習冊系列答案
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B.
C.
D.

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