Question

青岛奥运会帆船赛场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（如黑天）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，黑天打开。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50mA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。

⑴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40W，额定电压36V，符号

保护电阻R₂，符号

电磁开关，符号

蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干。

⑵回答下列问题。

①如果励磁线圈的电阻为200Ω，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。

②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通。为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明。

答：______________________________________________________________________

③任意举出一个其它的电磁铁应用的例子。

答：__________________________________________________。

Answer 1

：（1）电路原理如图所示。（4分）

（2）①20 （2分） 160~520（2分）

②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。

③电磁起重机

解析:

（1）要使光敏电阻能够对电路进行控制，且有光照时路灯熄灭，光敏电阻应与1，2串联，3，4与路灯串联；则电路图如图所示。

（2）①由U=IR得励磁线圈允许加的最大电压为U=I_mR=0.1×200V=20V；依据允许通过励磁线圈的电流最大值和最小值计算得，，因此保护电阻的阻值范围为160~320；

②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通：不吸合时，3、4之间断开。

③电磁起重机