Question

（2009?北塘區(qū)一模）為保證江陰長江大橋以及過橋車輛的安全，工作人員在橋的入口處安裝了“超載檢測報警系統(tǒng)”．檢測時，當車輛重量小于1×10⁵N時，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當車輛重量大于等于1×10⁵N時，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在檢測時承受車輛的全部重量，它的阻值隨所受壓力F變化的圖象如圖（乙）所示；R₀為定值電阻；電磁繼電器線圈的阻值為20Ω，當流過線圈的電流大于等于30mA時，通電線圈的作用效果大于彈簧的作用效果，銜鐵被吸下，動觸點P和靜觸點M斷開并和靜觸點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）請在圖（甲）中用筆畫線代替導線完成電路連接．
（2）定值電阻R₀的阻值是多大？（要求有計算過程）
（3）運行一段時間后發(fā)現(xiàn)大橋依然破壞嚴重，于是管理部門作出當車輛重量小于8×10⁴N才可以通行的規(guī)定．請你結合電路提出一種可行的調節(jié)方法．（壓敏電阻不可以更換）

Answer 1

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，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應；當電流超過一定的數(shù)值，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合；當電流小于一定值時，電磁的吸力變弱，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合；這樣吸合、釋放，從而達到了，改變工作電路的目的．
（2）從圖象是讀出當壓力為1×10⁵N時，壓敏電阻的阻值；然后利用歐姆定律的變形公式計算出電路的總電阻，再根據串聯(lián)電路總電阻與分電阻的關系計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；當允許通過大橋的壓力變小時，電路中的電阻變大，根據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，此時應提高電路中的電流，據此提出調節(jié)方法．

解答：解：（1）用導線將左側電源、壓敏電阻、定值電阻和電磁繼電器順次連接起來；使電磁繼電器的靜觸點P與電源相連，動觸點M和N分別與綠燈和紅燈的一個接線柱相連，紅燈和綠燈另外一個接線柱分別與電源相連．如圖所示：

（2）從圖象乙中可以看出，當壓力為1×10⁵N時，壓敏電阻的阻值為100Ω；
電路中的總電阻為：R=

U

I

=

6V

0.03A

=200Ω，
故R₀=R-R_r-R_線=200Ω-100Ω-20Ω=80Ω．
（3）從圖象可知，當大橋允許通過車輛的重量為小于8×10⁴N時，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，即流過線圈的電流大于等于30mA，則可以通過減小R₀（或者減小電磁繼電器線圈的阻值）、增大電源電壓、把彈簧彈性變弱一些等．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）80；（3）減小R₀（或者減小電磁繼電器線圈的阻值） 增大電源電壓 把彈簧彈性變弱一些等．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的計算及應用，還涉及了實物圖的連接，關鍵是明白電磁繼電器的工作原理，綜合性強，難度較大．