Question

【题目】现代奥运会帆船赛场通常采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0：照射光较弱(如夜晚)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，夜晚打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.

(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图_______．

光敏电阻R1，符号

灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号

保护电阻R2，符号

电磁开关，符号

蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．

(2)如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为__________V，保护电阻R2的阻值范围为__________Ω.

Answer 1

【答案】 20 160～320

【解析】试题分析：已知励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA和电阻为200Ω，由欧姆定律求出最大电压；已知励磁线圈中电流大于50mA时电磁铁吸合铁片，最大电流为100mA，则励磁线圈电流范围为50mA-100mA，根据欧姆定律求解保护电阻的阻值范围．

（1）如图所示

（2）已知励磁线圈中允许通过的最大电流为，电阻为，由欧姆定律得：最大电压为．由题得知，励磁线圈电流范围为，根据欧姆定律得保护电阻的最大值为，最小值为，故保护电阻的阻值范围为160～520Ω．