Question

【题目】某兴趣小组的同学设计了一个轮胎自动充气系统，图甲为其简略原理图。U为恒压电源，电阻箱R1最大阻值为999.9Ω，R2为滑动变阻器，压力传感器RX阻值随气压变化关系如图乙所示，电流表A的最大测量值为100mA，电磁继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁会被吸下：（线圈电阻不变）

(1)要使轮胎内气压低于设定值时，该系统给轮胎自动充气，高于设定值停止充气，则电动充气机M所在的工作电路中的F应与_____（选填“D”或“E”）相连；

(2)若控制电路的电源电压U为6V：

①汽车轮胎自动充气过程中，压力传感器RX所在的控制电路能达到的最大功率是_____W；

②现要求轮胎内气压低于250kPa时，该系统给轮胎自动充气。兴趣小组按照下列步骤对该系统进行了正确调试：

步骤1：电路接通前，滑动变阻器R2的滑片P置于b端，调节电阻箱的阻值为_____Ω；

步骤2：将开关S向______（选填“1”或“2”）端闭合，调节滑动变阻器R2的滑片P，直至_________。此时R2的滑片P恰好在a端；

步骤3：将开关S向另一端闭合，保持R2的滑片P位置不动，该系统即可正常使用；

(3)若想使汽车轮胎内气压达到150kPa~350kPa任意设定值时，该系统都可以自动充气，则控制电路的电源电压U和滑动变阻器R2的最大阻值各至少为多少_____？

Answer 1

【答案】D 0.12 150 2 电流表示数为0.02A 8V，200Ω

【解析】

(1)[1]轮胎内气压高于设定值时，压力传感器RX阻值低于某设定值，线圈中电流高于设定值，此时衔铁被吸合，E点接入电路，停止充气，所以电动充气机M所在的工作电路中的F应与D相连。

(2)①[2]由题可知，电磁继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁会被吸下，即汽车轮胎自动充气过程中，压力传感器RX所在的控制电路能达到的最大电流为

则压力传感器Rx所在的控制电路能达到的最大功率为

②[3]由图乙可知，轮胎内气压低于250kPa时，压力传感器RX的阻值为150Ω，所以电阻箱的阻值应调为150Ω。

[4][5]为了使控制电路能够正常控制，应先让电阻箱调到压力传感器达到设定压强时的电阻150Ω，所以开关应该先向“2”端闭合，调节滑动变阻器的滑片直至电流表示数为0.02A，此时滑片P恰好在a端。

(3)[6]要使轮胎内气压达到150kPa~350kPa任设定值都可以自动充气,则压力传感器RX的取值范围为

因为，所以电源电压至少为

当电压为8V时，总电阻为

则滑动变阻器R2的最大阻值为

则控制电路的电源电压U至少为8V，滑动变阻器R2的最大阻值至少为200Ω。