Question

【题目】小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用﹣﹣压力传感器．压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重．某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：

压力/×105N	0	1.2	2.4	3.6	4.8	6.0
输出电压/V	0	1	2	3	4	5

小明利用该压力传感器和电阻箱R'（最大电阻999.9Ω）及部分其它器材设计了图甲所示的电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供．（假设U不受继电器电路影响）

（1）根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图象；
（2）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在（选填“A、B”或“C、D”）两端；
（3）小明希望压力大于或等于2.4×105N时，启动报警系统，则电阻箱R′的电阻应调节到多大？
（4）要使该装置报警，汽车的最小重力为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：绘制图象如下：

（2）C、D
（3）解：由图象可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U=2V，使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，

∴此时电路的总电阻R总= = =100Ω

又∵继电器线圈的电阻R线=25Ω

∴电阻箱接入电路的阻值R′=R总﹣R线=100Ω﹣25Ω=75Ω

答：电阻箱R'的电阻应调节到75Ω

（4）解：∵使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I=20mA=0.02A，继电器线圈的电阻R线=25Ω

∴要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值为

U最小=IR线=0.02A×25Ω=0.5V

由图象可知，输出电压为0.5V时，对应的压力为6×104N．

答：汽车的最小重力为6×104N

【解析】解：（1）横坐标表示压力，纵坐标表示输出电压，对应表中数据，绘制图象如下： ；（2）当压力增大到一定程度时，压力传感器输出电压达到一定数值，线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，C、D间的电路就会被接通，因此电铃应接在C、D之间；
答：图甲中的电铃应接在C、D之间．
【考点精析】本题主要考查了电磁继电器的组成、原理和特点和欧姆定律及其应用的相关知识点，需要掌握电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关．它的作用可实现远距离操作，利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流．还可实现自动控制；欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）才能正确解答此题．